Kõik elusolendid vajavad ainevahetust. See, kuidas organism toitaineid metaboliseerib, on keeruline protsess ja elu jätkavate keemiliste protsesside simuleerimine on keeruline väljakutse.
Teoreetiliselt saab protseduuri esitada matemaatiliste võrranditega, mille parameetrid on igale organismile omased. Kuid nende parameetrite praktiline määramine on eksperimentaalsete andmete puudumise tõttu keeruline.
Tavaliselt vajavad teadlased nende parameetrite leidmiseks palju katseandmeid ja töötlemisvõimsust. EPFL teadlased pakkusid välja süvaõppel põhineva arvutusraamistiku, mis reprodutseerib aastal täheldatud dünaamilisi metaboolseid omadusi. rakkude. REKINDLE-nimeline raamistik võiks sillutada teed ainevahetusprotsesside tõhusamaks ja täpsemaks modelleerimiseks.
Ljubisa Miskovic EPFLi arvutussüsteemide biotehnoloogia laborist ja uuringu kaas-PI ütles: "REKINDLE võimaldab teadlaskonnal vähendada arvutuslikke jõupingutusi kineetiliste mudelite loomisel mitme suurusjärgu võrra. Samuti aitab see postuleerida uusi hüpoteese, integreerides nendesse mudelitesse biokeemilisi andmeid, selgitades eksperimentaalseid tähelepanekuid ning juhtides uusi terapeutilisi avastusi ja biotehnoloogia kavandeid.
Subham Choudhury, uuringu esimene autor, ütles: "Metaboolse modelleerimise üldeesmärk on kirjeldada raku metaboolne käitumine Sel määral, et raku oleku ja keskkonnatingimuste varieerumise mõjude mõistmist ja prognoosimist saab usaldusväärselt testida paljude tervise-, biotehnoloogia-, süsteemide ja sünteetilise bioloogia uuringute jaoks. Loodame, et REKINDLE hõlbustab metaboolsete mudelite loomist laiema kogukonna jaoks.
Sellel tehnikal on otsesed biotehnoloogilised rakendused, kuna kineetilised mudelid on otsustava tähtsusega paljudes uuringutes, sealhulgas biotootmise, ravimite sihtimise, mikroobidevaheliste koostoimete ja bioremediatsiooniga seotud uuringutes.
choudhury ütles, „REKINDLE kasutab standardseid, laialdaselt kasutatavaid Pythoni teeke, mis muudavad selle juurdepääsetavaks ja hõlpsasti kasutatavaks. Meie selle uuringu peamine eesmärk on sillutada teed selliste modelleerimistööde muutmiseks avatud lähtekoodiga ja juurdepääsetavaks, nii et kõik sünteetilise ja süsteemibioloogia kogukondade liikmed saaksid neid kasutada oma uurimiseesmärkidel, olenemata sellest.
Ajakirja viide:
- Choudhury, S., Moret, M., Salvy, P. et al. Metabolismi dünaamiliste uuringute kineetiliste mudelite rekonstrueerimine, kasutades generatiivseid võistlevaid võrgustikke. Nat Mach Intell 4, 710–719 (2022). DOI: 10.1038 / s42256-022-00519-y
