Identifying keystone species in microbial communities using deep learning

梯形物种 生态学 地理 生物 进化生物学 生态系统
作者
Xu‐Wen Wang,Zheng Sun,Huijue Jia,Sebastián Michel-Mata,Marco Tulio Angulo,Lei Dai,Xuesong He,Scott T. Weiss,Yang‐Yu Liu
出处
期刊:Nature Ecology and Evolution [Nature Portfolio]
卷期号:8 (1): 22-31 被引量:40
标识
DOI:10.1038/s41559-023-02250-2
摘要

Previous studies suggested that microbial communities can harbour keystone species whose removal can cause a dramatic shift in microbiome structure and functioning. Yet, an efficient method to systematically identify keystone species in microbial communities is still lacking. Here we propose a data-driven keystone species identification (DKI) framework based on deep learning to resolve this challenge. Our key idea is to implicitly learn the assembly rules of microbial communities from a particular habitat by training a deep-learning model using microbiome samples collected from this habitat. The well-trained deep-learning model enables us to quantify the community-specific keystoneness of each species in any microbiome sample from this habitat by conducting a thought experiment on species removal. We systematically validated this DKI framework using synthetic data and applied DKI to analyse real data. We found that those taxa with high median keystoneness across different communities display strong community specificity. The presented DKI framework demonstrates the power of machine learning in tackling a fundamental problem in community ecology, paving the way for the data-driven management of complex microbial communities.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
爆米花应助janice采纳,获得10
5秒前
江思可发布了新的文献求助30
5秒前
空山发布了新的文献求助10
5秒前
FashionBoy应助无语的小熊猫采纳,获得10
6秒前
冬雾完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
小二郎应助阳光青文采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
冬雾发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
欢喜代萱发布了新的文献求助10
14秒前
shuo0976完成签到,获得积分10
14秒前
syj完成签到,获得积分10
14秒前
伯赏夏彤发布了新的文献求助10
14秒前
心xin完成签到,获得积分10
15秒前
香蕉书竹完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
y1j完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
19秒前
XDH关注了科研通微信公众号
19秒前
syj发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
可爱的函函应助坦率惊蛰采纳,获得10
25秒前
ljw199606发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
轻松叫兽完成签到,获得积分10
26秒前
卿卿发布了新的文献求助10
27秒前
XDH发布了新的文献求助10
28秒前
CipherSage应助坦率的万言采纳,获得10
29秒前
Crane完成签到,获得积分10
31秒前
古月发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
35秒前
NexusExplorer应助小垃圾采纳,获得10
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Revision of the Australian Thynnidae and Tiphiidae (Hymenoptera) 500
Pipeline Integrity Management Under Geohazard Conditions (PIMG) 500
Methodology for the Human Sciences 500
Instant Bonding Epoxy Technology 460
DEALKOXYLATION OF β-CYANOPROPIONALDEYHDE DIMETHYL ACETAL 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4353931
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3858028
关于积分的说明 12038227
捐赠科研通 3499496
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1920579
邀请新用户注册赠送积分活动 963022
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 862720