सभी जीवित चीजों को चयापचय की आवश्यकता होती है। जिस तरह से एक जीव पोषक तत्वों का चयापचय करता है वह एक जटिल प्रक्रिया है, और जीवन को चालू रखने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं का अनुकरण करना एक कठिन चुनौती है।
सैद्धांतिक रूप से, प्रक्रिया को प्रत्येक जीव के लिए विशिष्ट मापदंडों के साथ गणितीय समीकरणों द्वारा दर्शाया जा सकता है। लेकिन व्यावहारिक रूप से उन मापदंडों को निर्धारित करना, हालांकि- प्रयोगात्मक डेटा की कमी के कारण एक जटिल मामला है।
इन मापदंडों को खोजने के लिए वैज्ञानिकों को आम तौर पर बहुत सारे प्रयोगात्मक डेटा और प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होती है। EPFL वैज्ञानिकों ने एक गहन-सीखने-आधारित कम्प्यूटेशनल ढांचे का प्रस्ताव रखा जो गतिशील चयापचय गुणों को पुन: प्रस्तुत करता है कोशिकाओं. REKINDLE नामक ढांचा चयापचय प्रक्रियाओं के अधिक कुशल और सटीक मॉडलिंग का मार्ग प्रशस्त कर सकता है।
कम्प्यूटेशनल सिस्टम बायोटेक्नोलॉजी की ईपीएफएल की प्रयोगशाला के लजुबिसा मिस्कोविक और अध्ययन के सह-पीआई ने कहा, "REKINDLE अनुसंधान समुदाय को परिमाण के कई आदेशों द्वारा गतिज मॉडल बनाने में कम्प्यूटेशनल प्रयासों को कम करने की अनुमति देगा। यह इन मॉडलों में जैव रासायनिक डेटा को एकीकृत करके, प्रयोगात्मक अवलोकनों को स्पष्ट करके, और नई चिकित्सीय खोजों और जैव प्रौद्योगिकी डिजाइनों को संचालित करके नई परिकल्पनाओं को स्थापित करने में भी मदद करेगा।
अध्ययन के पहले लेखक सुभम चौधरी ने कहा, "चयापचय मॉडलिंग का व्यापक उद्देश्य वर्णन करना है" सेलुलर चयापचय व्यवहार इस हद तक कि सेलुलर राज्यों और पर्यावरणीय परिस्थितियों में भिन्नता के प्रभावों को समझने और भविष्यवाणी करने से स्वास्थ्य, जैव प्रौद्योगिकी, और प्रणालियों और सिंथेटिक जीवविज्ञान में व्यापक अध्ययन के लिए विश्वसनीय रूप से परीक्षण किया जा सकता है। हमें उम्मीद है कि रेकिंडल व्यापक समुदाय के लिए मेटाबोलिक मॉडल बनाने में मदद करेगा।"
तकनीक में प्रत्यक्ष जैव-प्रौद्योगिकीय अनुप्रयोग हैं क्योंकि गतिज मॉडल कई जांचों के लिए महत्वपूर्ण हैं, जिनमें जैव उत्पादन, दवा लक्ष्यीकरण, रोगाणुओं के बीच बातचीत और बायोरेमेडिएशन शामिल हैं।
चौधरी कहा, "REKINDLE मानक, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पायथन पुस्तकालयों का उपयोग करता है जो इसे सुलभ और उपयोग में आसान बनाते हैं। इस अध्ययन के साथ हमारा मुख्य लक्ष्य इस तरह के मॉडलिंग प्रयासों को खुला स्रोत और सुलभ बनाने का मार्ग प्रशस्त करना है ताकि सिंथेटिक और सिस्टम बायोलॉजी समुदायों में से कोई भी अपने स्वयं के शोध लक्ष्य के लिए उनका उपयोग कर सके, चाहे वे कुछ भी हों।
जर्नल संदर्भ:
- चौधरी, एस।, मोरेट, एम।, साल्वी, पी। एट अल। जनरेटिव एडवरसैरियल नेटवर्क का उपयोग करके चयापचय के गतिशील अध्ययन के लिए काइनेटिक मॉडल का पुनर्निर्माण। नट मच इंटेल 4, 710–719 (2022)। डीओआई: 10.1038 / s42256-022-00519-y
