基于异质通量平衡分析建模细胞大小分布
系统与控制
2023-06-02 v2 系统与控制
摘要
二十多年来，通量平衡分析（FBA）已成功用于预测微生物代谢中的生长速率和胞内反应速率。该分析常忽略的一个方面是不同细胞间的分离或异质性。在本文中，我们提出一种扩展的 FBA 方法来建模平衡生长条件下的细胞大小分布。为此，给出了以细胞质量分布表述的平衡生长概念的数学描述。由数量密度函数（NDF）量化的细胞质量分布受细胞生长和细胞分裂影响。我们以一般形式构建一个优化程序，其中 NDF、平均细胞培养生长速率和每细胞质量反应速率被作为优化变量。作为定性概念验证，该方法在大肠杆菌（Escherichia coli）有氧生长条件下的核心碳模型上得到说明。这展示了该方法的可行性与应用，同时指出了简化生物量结构与时不变方法所固有的若干不足。
引用
@article{arxiv.2304.06631,
title = {Modeling Cell Size Distribution with Heterogeneous Flux Balance Analysis},
author = {Michiel Busschaert and Florence H. Vermeire and Steffen Waldherr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.06631},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 1 figure, Accepted for publication in IEEE Control Systems Letters