Accurate and rapid determination of metabolic flux by deep learning of isotope patterns

作者
Richard C. Law,Kartikeya Pande,Samantha O’Keeffe,Glenn Nurwono,Rachel Ki,Pin‐Kuang Lai,Junyoung O. Park
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
被引量:1
标识
DOI:10.1101/2023.11.06.565907
摘要

Abstract All life forms operate metabolism in constant flux. Metabolic fluxes offer a direct readout of cellular state, detailing the rates and driving forces of metabolic pathways. However, indirect, iterative solvers for mapping isotope patterns from tracing experiments onto metabolic fluxes leave much of cellular state uncharted. Here, we streamline metabolic flux quantitation by innovating a machine learning framework, ML-Flux, that deciphers complex isotope labeling patterns. We train neural networks using isotope pattern-flux pairs across central carbon metabolism from 26 key 13 C-glucose, 2 H-glucose, and 13 C-glutamine tracers. ML-Flux takes variable-size isotope labeling patterns as input, imputes missing isotope patterns, and outputs mass-balanced metabolic fluxes. Computation of fluxes using ML-Flux is more accurate and faster than that of leading metabolic flux analysis software employing a least-squares method. Our biochemical networks and machine learning models constitute a curated and growing online knowledgebase of metabolic flux and free energy to democratize quantitative metabolic profiling.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
我是老大应助安详岱周采纳,获得10
1秒前
Foremelon完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
邹继霞完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
安详岱周完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
xxy关注了科研通微信公众号
7秒前
8秒前
nuo发布了新的文献求助10
8秒前
Foremelon发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
一夏灌木完成签到 ,获得积分20
11秒前
称心鸵鸟完成签到,获得积分10
11秒前
wzy发布了新的文献求助10
11秒前
牧青发布了新的文献求助10
11秒前
光亮锦程完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
呦呦发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
11完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
聂寻雪完成签到 ,获得积分10
13秒前
orixero应助Lojong采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
zoe发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
幸运嘟嘟完成签到 ,获得积分10
17秒前
青于发布了新的文献求助50
17秒前
卢振杰发布了新的文献求助10
17秒前
zmnzmnzmn发布了新的文献求助10
17秒前
认真的康发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
A Psychological Understanding of Criticism and Mental Health 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7751245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9298569
关于积分的说明 20247442
捐赠科研通 7333344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3309803
关于科研通互助平台的介绍 2461397
邀请新用户注册赠送积分活动 2322408