ヒトの健康とバイオ医薬品工学に適用されるゲノムスケールの代謝モデル

科学分野:

• メタボリックエンジニアリング
• システム生物学 システム生物学
• コンピュータ生物学 コンピュータ生物学

背景:

• ゲノムスケールメタボリックモデル (GEM) は,過去15年間にわたり,人間とモデル動物のために開発されています.
• GEMは,代謝を理解し,組織相互作用をシミュレートし,バイオ医薬品の生産を促進するために不可欠です.

研究 の 目的:

• ホモ・サピエンスや他の動物のGEMの歴史と発展をレビューする.
• 流量シミュレーションのためのステキオメトリックマトリックスと制約を使用して代謝ネットワークの表現を記述する.
• 代謝,疾患,およびバイオ医薬品工学の理解におけるGEMの応用について議論する.

主な方法:

• ステキオメトリック行列を用いた代謝ネットワークの表現.
• 流量シミュレーションのための明確に定義された制約の適用.
• 動物におけるGEMの歴史的発展と応用に関するレビュー.

主要な成果:

• GEMの開発は,ホモ・サピエンスから他の動物へ,そしてジェネリックからコンテキスト固有のシミュレーションへと進んだ.
• 動物のためのGEMの進歩は,人間と関連種の代謝の体系的な理解を大幅に高めています.
• GEMは,多細胞および多組織の代謝相互作用のシミュレーションを容易にする.

結論:

• 動物のGEMの進歩は,代謝の体系的な理解を拡大し,人間の健康とバイオ医薬品工学を支援しています.
• 将来の研究は,より高度なGEM開発のために,より多くの生物学的プロセスとオミックスのデータを統合することに焦点を当てるべきです.
• このレビューは,哺乳類の生物のための新しいGEMと,ビッグデータの統合のための新しいアルゴリズムをインスパイアすることを目的としています.