当谈到营养和饮食决策时,人们通常关注的是对心脏或大脑的潜在影响;而肠道健康尽管有一个围绕益生菌和消化辅助产品的整个行业,却常常被忽视。鉴于肠道与这两个重要器官的直接联系,是否应该更加重视肠道健康?
想象一下,在你的消化系统内生活着数万亿个微生物组成的文明。这个微生物组因个体而异,受到许多遗传和环境因素的影响。肠道健康的复杂性往往使得诊断疾病变得困难,尤其是在引入新变量时。事实上,高达90%的疾病可以追溯到肠道和微生物组的健康状况。
因此,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和国家超级计算应用中心的研究人员正在使用伊利诺伊计算平台开发微生物组图谱的方法,以帮助创建个性化的营养计划。通过伊利诺伊计算研究笔记本(ICRN)项目,NCSA基因组学研究科学家David Bianchi及其团队设计了代谢组学分析方法,这些方法对于玉米、小麦和柑橘等饮食研究目标来说既可访问又可重复使用。
“引用从希波克拉底到阿育吠陀运动领导者的健康先驱的话,‘如果你不把食物当作药物,你可能很快就会把药物当作食物。’我们日常的饮食选择对我们的健康生活方式有着深远的影响。在这项研究中,我们希望赋予个人解锁其独特微生物组的能力,以实现更好的健康结果,并选择真正适合他们的饮食,”Bianchi说。
研究人员希望创建个性化的处方营养平台,帮助医疗专业人士设计饮食计划,并根据每个个体特定的肠道微生物组特征和整体健康目标开具不同的前益生菌和益生菌。此外,开发代谢物识别数据库将提高诊断方法和结果的效率。
这项研究与卡尔·R·乌斯基因组生物学研究所教授Isaac Cann的实验室合作进行,同时还有NCSA研究员Weihao Ge、Misael Trigo和Christina Fliege,以及本科生Andrew Robinson参与。Robinson正在构建一个交互式仪表板,供研究人员和临床医生可视化结果。Robinson是该中心Students Pushing INnovation (SPIN)项目的一部分,部分由NCSA的医疗创新项目办公室(HIPO)赞助,该办公室提供强大的方法、工具和生态系统,支持医疗保健进步的转化研究和创新。
伊利诺伊计算提供了研究人员进一步开展研究所需的各种工具。
“伊利诺伊计算在鼓励这一合作方面发挥了关键作用,使我们能够通过研究笔记本开发针对性工具,帮助Cann实验室的研究人员分析和揭示他们收集的大量组学数据中的隐藏故事,”Bianchi说。
“这次合作是一个很好的机会,让我们与教授、研究生和本科生一起工作,开发适用于他们的分析工具,并使他们能够进一步开发这些工具以满足未来项目的需要。”
最近,伊利诺伊计算加强了供应链研究,提供了访问人工智能计算的机会,帮助创建艺术表演的可视化效果,并满足校园研究人员对Jupyter平台的需求,Bianchi和他的团队在工作中成功应用了这些工具。
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