A network model for biofilm development in Escherichia coli K-12.
A network model for biofilm development in Escherichia coli K-12.
复制标题
大肠杆菌K-12中生物膜开发的网络模型。
DOI：
10.1186/1742-4682-8-34
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发表时间：
2011-09-22
影响因子：
--
通讯作者：
González Barrios AF
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shalá AA;Restrepo S;González Barrios AF
在自然界中，细菌常常以生物膜的形式存在。生物膜是附着在物体表面的微生物群落。很明显，生物膜生长的细胞具有与浮游细胞明显不同的特性。生物膜通过保护细菌免受免疫系统的侵害、降低抗生素的功效和将浮游细胞分散到身体远处的部位，常常使感染的治疗复杂化。在这项工作中，我们采用增强布尔代数来模拟生物膜的形成。所获得的网络成功地描述了生物膜的形成，假设-根据文献-当负调节因子（RscCD和EnvZ/OmpR）关闭时，正调节因子（FlhDC）打开。在三种不同的时间条件下对网络进行建模，结果令人满意。每个聚类采用K-means/median Clustering Support算法，基于已发表的Affymetrix微阵列生物膜形成细菌基因表达数据和大肠杆菌K-12在四个时间点上的浮游状态。得到的不同表型表明，生物膜形成的网络模型可以有效地模拟大肠杆菌K-12中生物膜的形成或抑制。
In nature, bacteria often exist as biofilms. Biofilms are communities of microorganisms attached to a surface. It is clear that biofilm-grown cells harbor properties remarkably distinct from planktonic cells. Biofilms frequently complicate treatments of infections by protecting bacteria from the immune system, decreasing antibiotic efficacy and dispersing planktonic cells to distant body sites. In this work, we employed enhanced Boolean algebra to model biofilm formation. The network obtained describes biofilm formation successfully, assuming - in accordance with the literature - that when the negative regulators (RscCD and EnvZ/OmpR) are off, the positive regulator (FlhDC) is on. The network was modeled under three different conditions through time with satisfactory outcomes. Each cluster was constructed using the K-means/medians Clustering Support algorithm on the basis of published Affymetrix microarray gene expression data from biofilm-forming bacteria and the planktonic state over four time points for Escherichia coli K-12. The different phenotypes obtained demonstrate that the network model of biofilm formation can simulate the formation or repression of biofilm efficiently in E. coli K-12.
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