بررسی رشد و تولید زیست اتانول گونه‏ های طبیعی و جهش‏یافته‏ی اشریشیاکلی با استفاده از یک مدل سوخت‏و‏سازی مقیاس ژنوم

واکاوی موازنه شار یک روش ریاضی با رویکرد مدل‏سازی بر پایه محدودیت به‏منظور تجزیه و تحلیل شارهای سوخت‏و‏سازی از طریق شبکه‏های سوخت‏و‏سازی مقیاس ژنوم است. یکی از ضعف‏های fba این است که محدودیت‏های تنظیمی در آن لحاظ نشده است و بسیاری از اشتباهات در پیش‏بینی‏های انجام شده توسط این روش به دلیل فقدان محدودیت‏های تنظیمی است. بنابراین، طی سال های اخیر به منظور بهبود قابلیت پیش بینی روش واکاوی موازنه شار از طریق ادغام آن با داده های توان بالا، الگوریتم هایی ارائه شده است. از جمله داده های توان بالای مورد استفاده، داده های حاصل از روش پرکاربرد ریزآرایه dna است. در این پژوهش الگوریتمی جدید معرفی شده است که یک الگوی استفاده از واکنش، از پروفایل بیان ژن استخراج و حد بالای واکنش‏ها را محدود می‏کند. علاوه بر این، واکنش‏های آنزیمی کد شده توسط یک ژن، به منظور جلوگیری از چندین بار استفاده از مقدار بیان یک ژن با استفاده از یک محدودیت جدید، به هم مرتبط می‏شوند. یک رابطه بر اساس بازده رشد سلول به منظور تبدیل سطح بیان ژن به حد بالای واکنش‏ها، برای رشد اشریشیاکلی bw25113 در محیط کشت حداقلی گلوکز معرفی شده است. الگوریتم، ژن‏ها و مسیرهای سوخت‏و‏سازی گلوگاه برای رشد را شناسایی و ژن‏های موثر در دفع محصولات تخمیر را تعیین می‏کند. نتایج نشان می‏دهد، اشریشیاکلی با دو محدودیت اصلی برای رشد بهینه شامل: تولید انرژی با استفاده از فسفریلاسیون اکسیداتیو و انتقال متابولیت‏ها، به‏ویژه از غشاء خارجی مواجه است.