ABSTRACT Rekonstruktion av genomskala metaboliska nätverk är nu möjligt med hjälp av flera olika datatyper. Restriktion-baserad modellering är ett tillvägagångssätt för att förhöra kapaciteter av rekonstruerade nätverk genom att begränsa eventuellt cellulärt beteende genom införandet av fysikalisk-kemiska lagar. Som ett resultat av detta definieras ett stationärt flödesutrymme som innehåller alla möjliga funktionella tillstånd i nätverket. Enhetlig stickprovstagning av det stationära flödesutrymmet gör det möjligt att göra en objektiv bedömning av innehållet. Monte Carlo-provtagning av den fasta flödesrymden i det rekonstruerade humana röda blodcellsmetaboliska nätverket under simulerade fysiologiska förhållanden gav följande nyckelresultat: 1), sannolikhetsfördelningar för värdena för enskilda metaboliska flöden visade en mängd olika former som inte kunde härledas utan beräkning; 2), parvisa korrelationskoefficienter beräknades mellan alla flöden, bestämma graden av oberoende mellan mätningen av två flöden, och identifiera starkt korrelerade reaktionsuppsättningar; och 3), nätverksomfattande effekter av förändringen i en (eller några) variabler (dvs. en simulerad enzymopati eller fastställande av ett flödesintervall baserat på mätningar) beräknades. Matematiska modeller ger den mest kompakta och informativa representationen av en hypotes om hur en cell fungerar. Därför är förståelse modell förutsägelser helt klart avgörande för att driva framåt den iterativa modellbyggande procedur som är i centrum för systembiologi. Sammantaget innebär provtagningsförfarandet i Monte Carlo en utvidgning av den begränsningsbaserade metoden genom att möjliggöra en opartisk och detaljerad bedömning av effekterna av de tillämpade fysikalisk-kemiska begränsningarna på ett rekonstruerat nätverk.
Författarna till REF visar att provtagningsmetoden kan användas för att hitta sannolikhetsfördelningar för alla flöden, att den kan användas för att mäta parvisa korrelationskoefficienter och för att beräkna nätverkseffekterna av förändringar i flödesvariabler.
Uniform sampling of steady-state flux spaces: means to design experiments and to interpret enzymopathies
{'venue': 'Biophys J', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Biology', 'Medicine']}