Study reveals how targeting unique metabolic pathways in specific pathogens could lead to precision antibiotics, offering a solution to antimicrobial resistance.
Study: Niche-specific metabolic phenotypes can be used to identify antimicrobial targets in pathogens. Image Credit: Fahroni/Shutterstock.com
In a recent study published in PLoS Biology, a group of researchers identified niche-specific metabolic phenotypes and essential genes in pathogens using genome-scale metabolic reconstructions (GENREs), demonstrating their potential as targets for developing targeted antimicrobial therapies.
Background
Bacterial pathogens are responsible for significant global mortality, accounting for 16% of deaths worldwide and 44% in low-resource settings. With over 500 known human-associated pathogens, growing antimicrobial resistance has made treatment increasingly challenging.
Targeting metabolic pathways unique to specific physiological niches offers a promising alternative to broad-spectrum antibiotics, potentially reducing resistance development. Evolutionary phenomena such as natural selection and convergent evolution likely influence pathogen metabolic phenotypes in distinct niches, yet these connections remain underexplored.
High-throughput GENREs can uncover niche-specific metabolic signatures, paving the way for novel, targeted antimicrobial therapies. Further research is needed for validation.
About the study
Bacterial genome sequences from the Bacterial and Viral Bioinformatics Resource Center (BV-BRC) version 3.6.12 database were filtered based on quality, completeness, and human host origin. Criteria for inclusion required genomes to be at least 80% complete, have contamination levels under 10%, and exhibit high consistency with known protein sequences.
Metadata-driven selection prioritized sequences with comprehensive annotations, ensuring accurate downstream analyses. This process yielded 914 unique genome sequences, which were annotated using the Rapid Annotation using Subsystem Technology (RAST) version 2.0 and reconstructed into GENREs via the Reconstructor algorithm. Benchmarking with the Metabolic Model Testing (MEMOTE) tool confirmed the quality of the reconstructed models.
A reaction presence matrix was generated to analyze metabolic variability, classifying reactions into core, accessory, and unique categories. A histogram revealed 232 reactions uniquely present in a single strain, underscoring the diversity of metabolic functions across pathogens.
Flux Balance Analysis (FBA) was performed for all GENREs, followed by dimensionality reduction using t-distributed Stochastic Neighbor Embedding (t-SNE) for visualization. This approach highlighted taxonomic and niche-specific clustering, validating the use of 10 flux samples per GENRE for effective analysis.
Essential genes were identified through FBA-based single-gene knockouts, isolating niche-specific genes. The gene thymidylate synthase X (thyX), uniquely important to stomach isolates, was targeted with the compound lawsone.
Experimental validation using microbial growth assays confirmed its efficacy, supporting computational predictions and demonstrating the potential of niche-specific antimicrobial strategies.
Study results
To capture the diversity of functional metabolic phenotypes across bacterial pathogens, 914 in silico GENREs were created, encompassing 345 species across nine bacterial phyla. These reconstructions, generated through an automated pipeline, include over one million combined reactions, genes, and metabolites.
On average, each model contains approximately 1,500 genes, reactions, and metabolites. The GENRE collection, termed PATHogen GENome-scale Network reconstruction (PATHGENN), is the first high-quality compilation of metabolic reconstructions for all known human-associated bacterial pathogens.
Models were constructed using publicly available genome sequences from the Bacterial and Viral Bioinformatics Resource Center (BV-BRC), and their quality was validated using MEMOTE benchmarking, which confirmed an average score of 84%, signifying high biological relevance.
PATHGENN offers valuable insights into pathogen metabolism by categorizing metabolic reactions as core (present in >75% of GENREs), accessory (25%-75%), or unique (
The analysis also showed that the clustering of metabolic phenotypes aligns with both taxonomic class and physiological niche, highlighting the impact of evolutionary history and environmental pressures on metabolic function.
Focusing on niche-specific targets, the study identified seven uniquely essential genes in stomach-associated pathogens, including thyX, which encodes thymidylate synthase. This enzyme, crucial for Deoxyribonucleic Acid (DNA) synthesis, is absent in humans, making it a promising target for antimicrobial development.
Lawsone, a known inhibitor of thyX, was tested for its ability to inhibit the growth of stomach pathogens selectively. Experimental validation demonstrated that lawsone effectively inhibited the growth of stomach-associated pathogens without affecting non-stomach-associated isolates, supporting the computational predictions and the potential for targeted antimicrobial therapies.
The findings underscore the potential of leveraging physiological niches to develop site-specific antimicrobial strategies. Targeting uniquely essential genes shared by pathogens in a specific environment could reduce reliance on broad-spectrum antibiotics and combat antimicrobial resistance.
Conclusions
To summarize, the antimicrobial resistance crisis demands innovative strategies for identifying new or repurposed therapies. Using genomic data and metabolic network modeling, this study identified thyX, a niche-specific essential gene, as a promising antimicrobial target in stomach pathogens.
A collection of 914 GENREs provided valuable insights into pathogen metabolism. Validation experiments confirmed that lawsone, a thyX inhibitor, selectively inhibited stomach-specific pathogens without affecting non-stomach isolates.
This approach highlights the potential for targeted, site-specific antimicrobial therapies to address resistance challenges.
ADVERTISEMENT:
Halo, para pengemar slot! pernahkah mendengar semboyan “raja slot? Kalau tidak, siap-siap jatuh hati sama program ini. slot demo merupakan mesin slots yang selalu kasih kemenangan. Ya, slot-slot ini bisa dibilang sebagai andalannya buat bawa pulang hasil. but, cemana sih
tekniknya nemuin slot gacor yang tepat? Tenang Bro, kita bahas santai saja di sini
Gaming tergaco saat ini hanya satu berada Indonesia yaitu pasti memberikan return on Investment terbaik
Daftar dengan di :
Informasi mengenai KING SLOT, Segera Daftar Bersama king selot terbaik dan terpercaya no satu di Indonesia. Boleh mendaftar melalui sini king slot serta memberikan hasil kembali yang paling tinggi saat sekarang ini hanyalah KING SLOT atau Raja slot paling gacor, gilak dan gaco saat sekarang di Indonesia melalui program return tinggi di kingselot serta pg king slot
slot demo gacor
slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
akun demo slot gacor
akun demo slot gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
akun slot demo gacor
akun slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
akun demo slot pragmatic
akun demo slot pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
akun slot demo pragmatic
akun slot demo pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
akun slot demo
akun slot demo permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
akun demo slot
akun demo slot permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kdwapp.com
slot demo gacor
slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
akun demo slot gacor
akun demo slot gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
akun slot demo gacor
akun slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
akun demo slot pragmatic
akun demo slot pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
akun slot demo pragmatic
akun slot demo pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
akun slot demo
akun slot demo permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
akun demo slot
akun demo slot permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jebswagstore.com
slot demo gacor
slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
akun demo slot gacor
akun demo slot gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
akun slot demo gacor
akun slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
akun demo slot pragmatic
akun demo slot pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
akun slot demo pragmatic
akun slot demo pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
akun slot demo
akun slot demo permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
akun demo slot
akun demo slot permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama demoslotgacor.pro
slot demo gacor
slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
akun demo slot gacor
akun demo slot gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
akun slot demo gacor
akun slot demo gacor permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
akun demo slot pragmatic
akun demo slot pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
akun slot demo pragmatic
akun slot demo pragmatic permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
akun slot demo
akun slot demo permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
akun demo slot
akun demo slot permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
situs slot terbaru
situs slot terbaru permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
slot terbaru
slot terbaru permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama situsslotterbaru.net
suara88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama suara88.biz
sumo7777 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sumo7777.com
supermoney888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama supermoney888.biz
teratai88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama teratai88.biz
thor88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama thor88.biz
togelhk88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama togelhk88.net
topjitu88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama topjitu88.net
totosloto88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama totosloto88.com
trisula888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama trisula888.biz
udangbet88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama udangbet88.net
via88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama via88.biz
virusjp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama virusjp88.net
warga888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama warga888.biz
waw88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama waw88.biz
winjitu88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama winjitu88.net
wisdom88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama wisdom88.biz
wnitogel88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama wnitogel88.com
yoyo888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama yoyo888.biz
validtoto88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama validtoto88.com
sule999 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sule999.com
sule88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sule88.org
ss888bet permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama ss888bet.com
sia77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sia77.info
seluang88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama seluang88.com
satu88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama satu88.biz
satu777 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama satu777.asia
rp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama rp88.biz
rp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama rp88.asia
rp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama rp77.live
qiuqiu88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama qiuqiu88.biz
pt88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama pt88.org
pt77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama pt77.info
produk88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama produk88.asia
mt88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama mt88.org
mt77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama mt77.biz
menang66 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama menang66.biz
latobet888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama latobet888.org
kedai96 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kedai96.org
kedai188 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kedai188.biz
ids88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama ids88.biz
hp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama hp88.org
hp77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama hp77.org
gm88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama gm88.asia
gm77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama gm77.net
final888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama final888.org
duit88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama duit88.asia
duit168 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama duit168.biz
divisi88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama divisi88.org
dewi500 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama dewi500.biz
devil88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama devil88.info
cuputoto88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama cuputoto88.com
cukongbet88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama cukongbet88.asia
bom888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama bom888.biz
bintaro888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama bintaro888.info
askasino88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama askasino88.org
999aset permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama 999aset.com
afb77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama afb77.biz
aset99 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama aset99.biz
bendera77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama bendera77.biz
bendera888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama bendera888.com
coco88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama coco88.org
cuma77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama cuma77.biz
cuma88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama cuma88.org
dwv88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama dwv88.org
fafajp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama fafajp88.com
gemar88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama gemar88.biz
gocap88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama gocap88.info
gocaptoto permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama gocaptoto.asia
hakabet88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama hakabet88.com
hwtoto88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama hwtoto88.org
ina77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama ina77.biz
ina88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama ina88.info
jingga8888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama jingga8888.com
juragan777 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama juragan777.asia
kastil77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kastil77.info
kebo888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kebo888.biz
kkwin77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kkwin77.com
kokoslot88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama kokoslot88.asia
luckydf88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama luckydf88.org
microstar888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama microstar888.biz
monperatoto88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama monperatoto88.com
mpo1122 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama mpo1122.biz
mpo122 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama mpo122.biz
mpopelangi88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama mpopelangi88.com
pamanslot88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama pamanslot88.biz
panel88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama panel88.org
paragon77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama paragon77.biz
paragon888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama paragon888.info
pion77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama pion77.biz
prada88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama prada88.asia
prada888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama prada888.com
qqslot88slot permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama qqslot88slot.com
rejekibet88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama rejekibet88.com
rezekibet88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama rezekibet88.org
sensa77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sensa77.biz
sensa888 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sensa888.biz
singajp88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama singajp88.com
sr77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sr77.org
sr88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama sr88.org
surya77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama surya77.biz
surya88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama surya88.asia
tajir77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama tajir77.info
tajir88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama tajir88.biz
toto122 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama toto122.com
toto123 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama toto123.biz
uangvip88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama uangvip88.com
wajik77 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama wajik77.asia
777neko permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama 777neko.org
88judi permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama 88judi.net
99judi permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama 99judi.org
abcslot88 permainan paling top dan garansi imbal balik hasil besar bersama abcslot88.asia