Las áreas de aplicación de los modelos metabólicos a escala del genoma están muy extendidas, desde el diseño de fábricas de células, la investigación del metabolismo del cáncer, hasta el análisis de cómo los microbios interactúan dentro de nuestros intestinos. Por lo tanto, el número de publicaciones de modelos generados manual y automáticamente ha ido creciendo cada añoEsto podría considerarse únicamente como un asunto positivo, pero muchos de los datos son muy difíciles de reproducir y reutilizar en otros contextos.
Por lo tanto, los científicos del Centro de Biosustentabilidad de la Fundación Novo Nordisk DTU Biosustain y un gran grupo de investigadores de todo el mundo que trabajan en el campo de la biotecnología se propusieron abordar el problema.
En un nuevo estudio publicado en Biotecnología de la naturaleza presentan la herramienta Memote, que es un conjunto estandarizado mantenido por la comunidad de pruebas de modelos metabólicos. Las pruebas cubren una variedad de aspectos desde anotaciones hasta integridad conceptual y pueden ampliarse para incluir conjuntos de datos experimentales para la validación automática de modelos.
Por lo tanto, la esperanza es que Memote permita tanto a los científicos como a las empresas de biotecnología desarrollar modelos de mejor desempeño de manera más eficiente. Desde una perspectiva de sostenibilidad, esto permitirá a los ingenieros de células diseñar e diseñar mejores fábricas de células más rápido de lo que es posible actualmente desde que se diseñaron los microbios paraLa producción de productos bioquímicos es un proceso muy lento y costoso en este momento.
Garantía de calidad en alta demanda
"Si trabajas con organismos modelo como la levadura o el microbio intestinal Escherichia coli tienes suerte porque los modelos para esos organismos son bastante predictivos y han sido refinados durante muchos años. Pero las personas de la comunidad han sabido que varioslos modelos contienen fallas significativas ", dice Christian Lieven, ex postdoctorado en DTU Biosustain y ahora CSO y cofundador de Unseen Bio.
El coautor Moritz Beber agrega: "Realizamos una evaluación cuantitativa de miles de modelos publicados. Si bien la mayoría de ellos están en un estado razonable, memote pudo revelar problemas específicos en todos los modelos. Este estudio subraya la utilidadde memote para evaluar y mejorar los modelos metabólicos "
Promueve la apertura y la colaboración
Otro tema que Memote aborda al aplicar las mejores prácticas en el campo de la Ingeniería de Software, es la mejora continua y el control de versiones de los modelos antes y después de la publicación. Memote se integra con tecnologías modernas de TI como la plataforma de codificación social GitHub y permite a los investigadores mejorar en colaboraciónmodelos mientras se asegura de que su calidad nunca disminuya.
"Mantener un registro del desarrollo del modelo es absolutamente esencial tanto para atribuir crédito como para facilitar la responsabilidad. Además, se descubre una gran cantidad de conocimiento biológico de las publicaciones y se documenta en el proceso de reconstrucción de modelos metabólicos a escala genómica. Quién sabe,dado el hecho de que las reconstrucciones son bases de conocimiento, tal vez Memote podría incluso proporcionar los medios para publicar revisiones detalladas sobre los metabolismos de los organismos en el futuro ", dice Bernhard Palsson, coautor y CEO de DTU Biosustain.
Mejor ingeniería de fábrica de células
Memote permite una comparación rápida de dos modelos dados para evaluar cuál es el más adecuado para el organismo huésped seleccionado. Un modelo se prueba para una amplia gama de factores como la producción de precursores de biomasa, la consistencia de la biomasa y la tasa de crecimiento., esto debería conducir a un enfoque más racional para el diseño de la fábrica celular.
"Hoy tenemos tantos datos y conocimientos sobre las vías biológicas que operan dentro de estos microorganismos industriales. Esto nos permite utilizar modelos matemáticos para simular los efectos de las modificaciones genéticas y así facilitar un enfoque más racional para el diseño de fábricas de células.Espero que memote facilite el desarrollo de modelos predictivos de muchos más organismos y, por lo tanto, también diversifique el espectro de hosts de producción disponibles en la ingeniería de la fábrica celular ", dice el autor correspondiente y profesor asociado de DTU Bioengineering, Nikolaus Sonnenschein.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Dinamarca . Original escrito por Anders Østerby Mønsted y Anne Wärme Lykke. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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