Predictive Metabolic Network Modeling of Nitrogen- and Methane-Cycling Microorganisms

氮循环和甲烷循环微生物的预测代谢网络模型

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2019-04399
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Genome-scale metabolic network models (GEMs) are computerized representations of the complete set of chemical reactions that an organism uses to support its lifestyle. GEMs are constructed by layering data from growth, gene expression, metabolite production, and any number of other experiments from an organism onto its well-curated genome sequence. When iteratively refined with more data sets, GEMs can accurately predict the products of an organism's metabolism in silico. Our long-term objective is to construct, refine, and validate robust GEMs that predict when microbes involved in nitrogen and methane cycling produce and consume products of environmental and biotechnological interest, such as greenhouse gases, biopolymers, organic acids, and other useful metabolites. Ammonia- and methane-oxidizing bacteria are essential players in controlling emissions of the greenhouse gases, nitrous oxide and methane, and have extensive applications to bioindustry, renewable energy, and waste management. Objectives include: 1) constructing GEMs for ammonia- and methane-oxidizing bacteria originating from diverse ecosystems and with unique metabolic capabilities, 2) generating physiological and genome expression data to refine the GEMs, and 3) validating outcomes predicted from the GEMs with laboratory experiments to match the models to real-world biology. GEMs will be constructed using the publicly available constraint-based reconstruction and analysis (COBRA) package. We will refine the GEMs by incorporating newly generated data collected from our bacteria under a range of nutrient combinations and environmental parameters. Last, we will validate GEMs by performing in silico metabolic and gene deletion/addition experiments and matching predicted outcomes with real-world data. This work offers a unique cross-training experience for students at the cutting-edges of microbiology, bioinformatics, functional genomics and molecular biology.
基因组规模的代谢网络模型(GEM)是有机体用来支持其生活方式的完整化学反应集的计算机化表示。通过将生长,基因表达,代谢产物的代谢产生以及来自生物体的任何其他实验中的数据分层数据分层的数据来构建宝石。当迭代使用更多的数据集进行完善时,宝石可以准确地预测有机体在硅中的代谢产物。我们的长期目标是构建,完善和验证可靠的宝石,以预测何时参与环境和生物技术兴趣的氮气和甲烷循环生产和消费产品,例如温室气体,生物聚合物,有机酸和其他有用的代谢产物。氨和甲烷氧化细菌是控制温室气体,一氧化二氮和甲烷排放的重要参与者,并在生物业,可再生能源和废物管理中广泛应用。目标包括:1)为氨和甲烷氧化的细菌构建宝石,源自潜水员生态系统并具有独特的代谢能力,2)生成物理和基因组表达数据以完善宝石,以及3)验证与实验室实验相匹配的宝石的结果,以将模型与现实世界生物学匹配。将使用基于公开约束的重建和分析(COBRA)软件包构建宝石。我们将通过在一系列营养组合和环境参数的范围内纳入从细菌中收集的新生成的数据来完善宝石。最后,我们将通过在计算机代谢和基因缺失/添加实验中进行验证宝石,并与现实世界数据相匹配预测的结果。这项工作为微生物学,生物信息学,功能性基因组学和分子生物学的专家提供了独特的交叉训练经验。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Stein, Lisa其他文献

Stein, Lisa的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Stein, Lisa', 18)}}的其他基金

Predictive Metabolic Network Modeling of Nitrogen- and Methane-Cycling Microorganisms
氮循环和甲烷循环微生物的预测代谢网络模型
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04399
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Predictive Metabolic Network Modeling of Nitrogen- and Methane-Cycling Microorganisms
氮循环和甲烷循环微生物的预测代谢网络模型
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04399
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Predictive Metabolic Network Modeling of Nitrogen- and Methane-Cycling Microorganisms
氮循环和甲烷循环微生物的预测代谢网络模型
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04399
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Improving efficiency of a microbial bioreactor for aquaponics
提高鱼菜共生微生物生物反应器的效率
  • 批准号:
    538488-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Regulatory Interplay between Nitrogen and Methane Metabolism: New Frontiers in Product Discovery, Physiology and Ecology of Methanotrophic Bacteria
氮和甲烷代谢之间的调节相互作用:甲烷氧化细菌产品发现、生理学和生态学的新领域
  • 批准号:
    RGPIN-2014-03745
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Regulatory Interplay between Nitrogen and Methane Metabolism: New Frontiers in Product Discovery, Physiology and Ecology of Methanotrophic Bacteria
氮和甲烷代谢之间的调节相互作用:甲烷氧化细菌产品发现、生理学和生态学的新领域
  • 批准号:
    RGPIN-2014-03745
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Regulatory Interplay between Nitrogen and Methane Metabolism: New Frontiers in Product Discovery, Physiology and Ecology of Methanotrophic Bacteria
氮和甲烷代谢之间的调节相互作用:甲烷氧化细菌产品发现、生理学和生态学的新领域
  • 批准号:
    RGPIN-2014-03745
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Regulatory Interplay between Nitrogen and Methane Metabolism: New Frontiers in Product Discovery, Physiology and Ecology of Methanotrophic Bacteria
氮和甲烷代谢之间的调节相互作用:甲烷氧化细菌产品发现、生理学和生态学的新领域
  • 批准号:
    RGPIN-2014-03745
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Regulatory Interplay between Nitrogen and Methane Metabolism: New Frontiers in Product Discovery, Physiology and Ecology of Methanotrophic Bacteria
氮和甲烷代谢之间的调节相互作用:甲烷氧化细菌产品发现、生理学和生态学的新领域
  • 批准号:
    RGPIN-2014-03745
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Genomics, physiology, and ecology of microbial nitrogen metabolism
微生物氮代谢的基因组学、生理学和生态学
  • 批准号:
    371544-2009
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

基于微生物群落代谢网络模型构建解析客家黄酒发酵中扣囊复膜酵母与乳酸菌的交互作用机制
  • 批准号:
    32302029
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多尺度代谢互作网络分析新方法应用于阿尔兹海默病空间代谢组学研究
  • 批准号:
    82372087
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于三维基因组和体内进化系统平衡亚精胺代谢网络
  • 批准号:
    32371493
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
网络视角下城市代谢韧性测度及机制模拟研究
  • 批准号:
    52370191
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Information-Theoretic Surprise-Driven Approach to Enhance Decision Making in Healthcare
信息论惊喜驱动方法增强医疗保健决策
  • 批准号:
    10575550
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Predictive modeling of mammalian cell fate transitions over time and space with single-cell genomics
利用单细胞基因组学预测哺乳动物细胞命运随时间和空间转变的模型
  • 批准号:
    10572855
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Immune determinants of pediatric HIV/SIV reservoir establishment and maintenance
儿科 HIV/SIV 病毒库建立和维持的免疫决定因素
  • 批准号:
    10701469
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Predicting Cardiovascular Outcomes Using Diabetes-Induced Transcriptomic Networks
使用糖尿病诱导的转录组网络预测心血管结果
  • 批准号:
    10679593
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Learn Systems Biology Equations From Snapshot Single Cell Genomic Data
从快照单细胞基因组数据学习系统生物学方程
  • 批准号:
    10736507
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了