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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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A computational framework to interpret the chemical language of the microbiome

Description du projet

Étudier le rôle des groupes de gènes métaboliques dans le microbiome

Le microbiome a un impact majeur sur la santé de l’hôte et est associé à la stimulation de la croissance, à la résilience au stress et à la résistance aux maladies. De récentes études ont montré que des phénotypes associés au microbiome sont déterminés par des molécules spécifiques, qui permettent aux microbes d’interagir entre eux et avec l’hôte. La biosynthèse de ces molécules est codée dans des groupes de gènes métaboliques (GGM), qui sont spécifiques à une souche et sujets à un transfert horizontal. Le projet DECIPHER, financé par l’UE, s’appuiera sur l’identification automatisée des GGM récemment développée, leur regroupement en familles et leur annotation ultérieure à l’aide de données de référence. L’objectif du projet est de développer de nouveaux algorithmes de calcul pour relier les GGM à leurs produits métaboliques et prédire leurs fonctions moléculaires et écologiques dans le microbiome.

Objectif

"Humans, animals and plants are covered in microbes. Such microbiomes have a major impact on the health of their hosts and have been linked to traits like growth promotion, stress resilience, and diseases. However, the mechanisms underlying microbiome-host interactions remain poorly understood. Recent studies have shown that microbiome-associated phenotypes are often mediated by specific molecules, a ‘chemical language’ that enables microbes to interact with each other and with the host. The biosynthesis of these molecules is encoded in metabolic gene clusters (MGCs) that are subject to frequent horizontal transfer and are therefore highly strain-specific.
Current computational methods for analysing microbiomes largely focus on comparative taxonomic analyses and generic metabolism, and overlook this complex ""chemical dialog"". Indeed, no adequate methods are available to systematically study the roles of MGCs in microbiomes. At the same time, metabolomics data from microbiomes are full of ‘dark matter’: unknown molecules that cannot be traced to their producers. Here, I propose to develop the first comprehensive computational framework to study the chemical language of the microbiome.
In the past years, I have developed technologies that lay the foundation for this ERC project, including automated identification of MGCs, grouping them into families and annotating them using reference data. With DECIPHER, I will move my research to the next level, by developing new algorithms to link MGCs to their metabolic products and to predict their molecular and ecological functions in microbiomes. I will then apply this new framework in a systematic study of microbiome- associated phenotypes in plants and humans. Together, the innovations proposed here will fill a key gap in the analysis of microbiome function and pave the way toward precision-engineering of microbiomes with specific metabolic capabilities for designer soils and microbiome-based therapies."

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-STG - Starting Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

WAGENINGEN UNIVERSITY
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 965,00
Adresse
DROEVENDAALSESTEEG 4
6708 PB Wageningen
Pays-Bas
Région
Oost-Nederland Gelderland Veluwe
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 965,00

Bénéficiaires (1)