Investigadores da Universidade de Tsukuba realizaram um ensaio de crescimento de alto rendimento e aprendizagem automática para avaliar a interação genética e ambiental no crescimento bacteriano.
Os resultados indicaram que as substâncias químicas ambientais que afetam o crescimento têm impactos variados, dependendo da quantidade de açúcar presente. Além disso, a equipa de investigação demonstrou que as alterações no crescimento provocadas pelas alterações genéticas e ambientais se compensam.
Fatores genéticos e ambientais influenciam o crescimento celular. Embora estudos anteriores tenham avaliado a influência destes fatores no crescimento, é necessário realizar estudos que avaliem estes fatores de forma interligada. As interações genéticas e ambientais ainda necessitam de mais investigação. Neste estudo, foram conduzidas experiências biológicas de alto rendimento e análise de dados de aprendizagem automática para investigar o impacto das interações gene-químicas no crescimento bacteriano.
Um total de 115 estirpes geneticamente distintas de Escherichia coli foram cultivadas sob 135 condições nutricionais, com combinações de 48 substâncias químicas diferentes. Um conjunto substancial de dados, compreendendo aproximadamente 14.000 perfis de crescimento, foi obtido através de um ensaio de crescimento de alto rendimento. A aprendizagem automática foi utilizada para analisar o conjunto de dados e investigar o impacto dos nutrientes químicos no crescimento. A equipa de investigação descobriu que o impacto das 48 substâncias químicas nas 115 estirpes bacterianas distintas varia consoante a presença de açúcar. Além disso, a interação gene-química foi avaliada através de um modelo teórico, demonstrando que as alterações no crescimento resultantes das discrepâncias genéticas e ambientais se compensam. Este efeito compensatório representa provavelmente uma estratégia geral para a sobrevivência bacteriana no ambiente natural.
Este estudo fornece informações valiosas sobre os fatores que influenciam o crescimento celular, melhorando assim a nossa compreensão dos princípios universais. Estes insights aumentarão a eficácia de aplicações industriais, como a otimização da cultura celular.
Este trabalho foi apoiado pelo JSPS KAKENHI Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research (número de subsídio 21K19815).
Fonte: University of Tsukuba / ScienceDaily
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