新的人工智能工具破译细胞代谢

综合作者 / 花爷 / 2025-10-31 12:09
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      生物学取决于人类理解我的能力代谢,细胞利用资源和产生能量的过程。来确定我然而,代谢状态需要对生物过程的大量数

  

  

  生物学取决于人类理解我的能力代谢,细胞利用资源和产生能量的过程。来确定我然而,代谢状态需要对生物过程的大量数据进行复杂的分析。

  现代生物学产生了各种细胞活动的大型数据库。这些“组学”数据集揭示了各种生物过程,包括基因活性和蛋白质水平。整合和解释这些数据集会使理解细胞代谢变得困难。

  动力学模型提供了细胞代谢的数学表示,这有助于解开这种复杂性。它们作为深入的示意图,说明了细胞内分子之间发生的相互作用和转化,显示了原材料逐渐转化为能源等产品。

  这促进了对细胞代谢背后的分子机制的认识。在确定控制生物活动的因素方面的困难使动力学模型的发展变得困难,尽管它们具有潜力。

  RENAISSANCE是一个基于人工智能的工具,使创建动力学模型的过程更容易。它是由EPFL的一个研究小组开发的,由Ljubisa Miskovic和Vassily Hatzimanikatis领导。

  通过对代谢状态的正确描述,RENAISSANCE通过结合多种形式的生物数据,使人们更容易理解细胞的功能。在计算生物学的重大进展中,RENAISSANCE脱颖而出,为生物技术和健康研究的新方法铺平了道路。

  利用RENAISSANCE,科学家们建立了动力学模型,忠实地捕捉了大肠杆菌的代谢过程。该程序准确地反映了实验中显示的代谢特征,模拟了细菌在生物反应器中逐渐改变其代谢的方式。

  动力学模型表现出鲁棒性,在遗传和环境扰动下保持稳定性。这表明该模型可以可靠地预测各种情况下的细胞反应,从而增加了其在研究和工业应用中的实用价值。

  Miskovic说:“通过结合组学数据和其他相关信息,如细胞外介质含量、物理化学数据和专家知识,RENAISSANCE使我们能够准确量化未知的细胞内代谢状态,包括代谢通量和代谢物浓度。”

  RENAISSANCE能够精确地模拟细胞代谢具有重要的应用;它为研究由疾病或非疾病引起的代谢改变提供了有价值的工具,并支持了新疗法和生物技术的创造。它的效率和使用的便利性将使动力学模型更容易为更广泛的学术和工业研究人员所使用,从而促进合作。

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