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构建基于约束的微生物代谢模型的计算分析平台

房柯池  
【摘要】: 随着越来越多微生物的全基因组序列被测定,以及生物芯片、二维电泳等高通量分析手段的广泛应用,产生了大量的组学(Omics)数据。如同许多其它科学和工程领域,复杂大规模数据集合的产生,需要对它们进行数据分析和计算机模拟。本文使用基于约束的建模方法(Constraint-based Modeling,CBM),建立基因组水平的微生物代谢网络模型,并使用流平衡分析(Flux Balance Analysis, FBA)方法对模型进行分析。在计算机上构建计算分析平台,利用线性规划的方法,求解细胞的最优生长速率,依据数据结果,对目标函数中决策变量的价值系数进行灵敏度分析,分析细胞生长所需要的生物质(Biomass)组成及各生物质成分对细胞生长的影响程度。通过作图可以直观地显示出,H20对细胞生长率没有影响,而ATP对细胞生长率的影响很大,并且随着ATP的增加,细胞最优生长率会下降。该分析平台还可以做其它模拟分析,并找出更接近微生物实际生长的结果。更重要的是,该平台为其它微生物代谢网络建立模型打下了基础。


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