阿維鏈霉菌MA-4680基因組尺度代謝網(wǎng)絡的整合重構(gòu).pdf

1、近年來，作為系統(tǒng)生物學研究的熱點之一，全基因組尺度代謝網(wǎng)絡模型(GSMM)的研究得到迅速的發(fā)展。它通過整合基因組注釋數(shù)據(jù)和生化數(shù)據(jù)收集目標物種的所有反應來構(gòu)建化學計量學數(shù)學模型，連接起基因組學研究和代謝表型研究，為人們提供了一個窺探整個細胞的理想視角。構(gòu)建基因組尺度代謝網(wǎng)絡模型對于生命科學理論研究以及通過代謝工程優(yōu)化菌種等生產(chǎn)實踐具有重要的意義。
　　本論文以阿維鏈霉菌MA-4680作為建模的目標菌株，通過全面整合來源于多個生物信

2、息數(shù)據(jù)庫的基因組注釋信息和生化反應信息，結(jié)合文獻、生化書籍、實驗數(shù)據(jù)以及計算機輔助校正，初步構(gòu)建了該菌種的基因組尺度的代謝模型—SavNet。本模型充分利用了目前常用的基因注釋和生化反應數(shù)據(jù)庫資源，包括KEGG、BioCyc、NCBI(Entrez)、Uniprot、CMR、The Seed(ModelSeed)、BRENDA等，以半自動比對去冗方法，遞歸式地全面整合多渠道來源的信息，得到的初級模型彌補單一數(shù)據(jù)來源的欠缺。經(jīng)過進一步人工

3、反復修正和計算機計算修正，模型得到精煉，最終包括1077個基因、1145條反應、596個酶以及936個代謝物質(zhì)。通過模擬SavNet模型在測試培養(yǎng)基上的生長，驗證了菌株可以利用葡萄糖、蔗糖、甘油、木糖等底物作為唯一碳源。從拓撲學角度分析SavNet模型，符合“無尺度”和“小世界”的生物網(wǎng)絡屬性。最后，模型存儲于Excel列表以及系統(tǒng)生物學標準標記格式SBML，以便于其進一步修正和應用。
　　本論文首次為阿維鏈霉菌構(gòu)建其基因組尺度的