代谢物模式揭示对遗传扰动的调控响应
分子网络
2017-01-11 v2
摘要
遗传和环境扰动实验已被用于研究微生物，以深入了解转录调控、适应性进化和其他细胞动态。这些研究在实现理性菌株设计方面具有潜力。遗憾的是，由于实验条件和方法不同，实验测定的细胞内通量分布常常不一致或不可比。计算菌株设计依赖于基于约束的重构与分析(COBRA)技术来预测基因敲除的影响，例如通量平衡分析(FBA)、调控开/关最小化(ROOM)、代谢调整最小化(MOMA)、代谢网络中的相对最优性(RELATCH)。这些敲除预测方法大多基于保守野生型和突变型之间固有的通量模式，这些模式被认为代表了细胞调控结构。然而，最近研究表明这些方法与实验数据吻合度较差。为了提高敲除预测及后续计算菌株设计的保真度，我们开发了REMEP，一种以代谢物为中心的方法。我们通过比较不同方法在批量培养中大肠杆菌(E. coli)和酿酒酵母(S. cerevisiae)的实验敲除数据上的表现，展示了REMEP性能的提升。REMEP保留了早期算法的大部分特征，但在捕获细胞对遗传扰动的响应方面准确得多。其主要原因在于REMEP基于这样的假设：细胞调控结构不仅在通量模式上，也在代谢物模式上留下印记。REMEP还将有助于揭示细胞调控与控制的新见解。
引用
@article{arxiv.1701.01744,
title = {Metabolite patterns reveal regulatory responses to genetic perturbations},
author = {Tolutola Oyetunde and Jeffrey Czajka and Gang Wu and Cynthia Lo and Yinjie Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01744},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 6 figures intended for Nucleic Acids Research