培普斯:一种植物遗传学软件工具,用于建模代谢途径的演变
Nicholas S McCloskey1, Ayna Mammedova1, David A Liberles2
1Department of Biology and Center for Computational Genetics and Genomics, Temple University, Philadelphia, PA, 19122, USA.
BMC bioinformatics
|July 18, 2024
概括
本研究介绍了PEMPS,这是一个Python工具,使用突变选择模型模拟代谢途径演变. 它有助于理解基因变异,并通过分析稳定状态流动来检测代谢途径上的选择.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 进化生物学 进化生物学
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 代谢途径对于将化学物质转化为能量和构建块至关重要.
- 当反应速率和代谢物度保持不变时,在代谢途径中达到平稳状态的流量.
- 建模代谢途径进化有助于解释遗传变异和物种间的差异.
研究的目的:
- 开发一种用于模拟代谢途径演变的计算工具.
- 在代谢网络中模拟突变,选择和稳定状态流动之间的相互作用.
- 为了能够推断对代谢途径和祖先状态的选择.
主要方法:
- 在Python中开发了代谢途径模拟器 (PEMPS) 软件的植物遗传进化.
- 与COPASI集成的PEMPS用于计算代谢网络的稳定状态流量.
- 实施了突变选择框架,以模拟基于流量变化的进化变化,并计算固定概率.
主要成果:
- 模拟显示了与固定概率的理论预期一致的结果.
- 在模拟的进化过程中观察到模型参数的系统变化.
- 在突变和选择压力下,PEMPS工具有效模拟代谢途径演变.
结论:
- 使用突变选择框架和稳定状态流量标准,PEMPS模拟了代谢途径演变.
- 该软件与SBML格式的动态模型和Newick格式的基因树兼容.
- PEMPS是一个可在GitHub上使用的命令行Python工具,用于研究代谢途径演变.


