PYTHON КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ И АНАЛИЗА МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В МАСШТАБЕ ГЕНОМА

Аннотация

Снижение затрат на технологии с высокой пропускной способностью привело к разработке методов анализа данных, которые учитывают растущую доступность наборов данных omics. Примером такого метода является метаболическое моделирование в масштабе генома, основанное на ограничениях. Он использует данные omics и биохимические сети, а механистическая структура для объединения данных omics для описания стационарных распределений метаболических потоков. Таким образом, создается система уравнений баланса массы, которая может быть решена с помощью линейного программирования. На сегодняшний день большинство программных средств для моделирования генома на основе ограничений опирается на MATLAB, популярный проприетарный язык программирования. Однако у Matlab возникают проблемы при интеграции наборов данных omics и моделировании сложных биологических процессов, выходящих за рамки метаболизма. Напротив, Python, объектно-ориентированный язык программирования с открытым исходным кодом, является лучшим выбором для решения этих проблем. Он имеет относительно простой синтаксис, предлагает обширное сообщество и обеспечивает бесшовную интеграцию наборов данных omics. Благодаря этим факторам, Python является хорошим появляющимся инструментом для моделирования метаболизма в масштабе генома на основе ограничений. Цель этого обзора - представить введение и систематический обзор инструментов на базе Python для метаболического моделирования в масштабе генома на основе ограничений. Мы установили, проверили документацию и попробовали использовать каждый инструмент, описанный в обзоре. Мы сгруппировали каждый инструмент в одну из трех категорий (геномная метаболическая реконструкция и поддержание, моделирование фенотипа или программное обеспечение для визуализации) и при необходимости предоставили подробные пояснения к инструменту и концепции.