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Seed Inference in Interacting Microbial Communities Using Combinatorial Optimization

delete2026-01-01
delete0
PRE
AI
C
Chabname Ghassemi Nedjad *
S
Sebastián N. Mendoza
C
Clémence Frioux
L
Loïc Paulevé
DOI:10.1007/978-3-032-01436-8_20delete
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摘要

摘要

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微生物及其群落的行为可以通过模型进行抽象,这些模型结合了对其代谢能力的描述(作为代谢网络)以及能够进一步整合模拟条件的适当计算或数学范式。后者的重要组成部分是环境或生长介质的组成,可称为“种子”。从代谢网络和预期行为预测种子是一个逆向问题,可用线性规划或逻辑范式(如答案集编程,ASP)解决。本研究中,我们形式化了微生物群落的种子预测,考虑到其成员可能通过代谢物转移进行正向互动,这可能减少对外部种子代谢物的需求。我们采用ASP方法并添加一个混合组件以确保线性约束的可满足性。我们探索了Clingo求解器的子集最小化求解启发式,并开发了两种支持种子优先于转移的启发式方法。我们展示了在小规模群落中种子推断的概念验证,并评估了三种启发式方法在基因组规模下的可扩展性。总体而言,本研究引入了一种用于交互微生物群落种子推断的混合逻辑-线性模型,以及带有子集最小化优化的新启发式方法,用于探索解空间。
Keyword:
Answer Set Programming
Metabolic networks
Microbial communities
Solving heuristics
Flux Balance Analysis

期刊

C
COMPUTATIONAL METHODS IN SYSTEMS BIOLOGY, CMSB 2025
IF:
0
论文数:
20
被引数:
0

机构

U
universite de bordeaux
学者数:
2.7W
论文数: 1.9W
被引数: 37
C
centre national de la recherche scientifique (cnrs)
学者数:
24.5W
论文数: 18.2W
被引数: 279
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