合成致死突变体中的代谢可塑性：以更高代价维持生存

代谢网络中最常见的成对合成致死（SL）形式称为可塑性合成致死（PSL）。当成对的功能性和沉默性代谢反应或基因同时被抑制时导致致死，而该对中功能性反应或基因的缺失可由沉默性反应或基因的激活来补偿，此时发生PSL。基于复杂系统方法并利用细菌全基因组代谢重构的计算技术，我们发现功能性PSL伙伴的失效触发了通量的关键重组，以确保突变体的生存能力，这不仅影响SL对，还影响其他大量相互关联的反应，形成我们所谓的SL簇。有趣的是，SL簇在沉默协同必需反应（它们结合形成备份系统）以及代谢网络中其他功能性和沉默性反应方面均表现出强烈的纠缠。这种强烈的重叠在基因水平上也被检测到，它缓解了由必需可塑性提供的稳健性所带来的获得性脆弱性以及增加的结构和功能代价。最后，协同必需反应和基因在不同SL簇中的参与度高度异质，位于多个SL簇交集处的那些反应和基因可作为超级靶点，用于复杂疾病治疗中更高效的药物作用，并阐明减少病原体对化学物质非预期耐药性的改进策略。