CRITERIA：一种基于网络分解和基本流模式转换的生化系统平衡计算工具
动力系统
2026-04-23 v1
摘要
理解生化系统如何进入稳定状态，例如蛋白质浓度如何达到平衡，对于解释细胞行为和设计合成生物学回路至关重要。然而，用于计算这些平衡的现有分析工具，如COMPILES，受到计算瓶颈的限制，并且只能应用于有限类别的反应网络。在这项工作中，我们引入了CRITERIA（计算参数化正平衡），这是一个新的计算框架，它使平衡分析更高效且适用范围更广。CRITERIA使用基于基本流模式的图论方法来简化计算中的关键步骤。它还通过在计算平衡之前将子网络组合成一个单一系统来改变问题的求解方式，从而避免了先前方法中所需的复杂符号计算。我们通过研究生物学上重要的系统，包括EnvZ-OmpR信号通路和一个合成的CRISPRi回路，展示了CRITERIA的实用性。我们的方法能够实现更快、更具可扩展性的分析，使研究人员能够更好地理解复杂生化网络随时间变化的行为。
引用
@article{arxiv.2604.20683,
title = {CRITERIA: A network decomposition and elementary flux mode translation-based tool for computing equilibria of biochemical systems},
author = {Exequiel Jun V. Villejo and Aurelio A. de los Reyes and Bryan S. Hernandez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.20683},
year = {2026}
}