Increasing the efficiency of bacterial transcription simulations: When to exclude the genome without loss of accuracy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Simulating the major molecular events inside anEscherichia colicell can lead to a very large number of reactions that compose its overall behaviour. Not only should the model be accurate, but it is imperative for the experimenter to create an efficient model to obtain the results in a timely fashion. Here, we show that for many parameter regimes, the effect of the host cell genome on the transcription of a gene from a plasmid-borne promoter is negligible, allowing one to simulate the system more efficiently by removing the computational load associated with representing the presence of the rest of the genome. The key parameter is the on-rate of RNAP binding to the promoter (k_on), and we compare the total number of transcripts produced from a plasmid vector generated as a function of this rate constant, for two versions of our gene expression model, one incorporating the host cell genome and one excluding it. By sweeping parameters, we identify the k_on range for which the difference between the genome and no-genome models drops below 5%, over a wide range of doubling times, mRNA degradation rates, plasmid copy numbers, and gene lengths. Results We assess the effect of the simulating the presence of the genome over a four-dimensional parameter space, considering: 24 min <= bacterial doubling time <= 100 min; 10 <= plasmid copy number <= 1000; 2 min <= mRNA half-life <= 14 min; and 10 bp <= gene length <= 10000 bp. A simple MATLAB user interface generates an interpolated k_on threshold for any point in this range; this rate can be compared to the ones used in other transcription studies to assess the need for including the genome. Conclusion Exclusion of the genome is shown to yield less than 5% difference in transcript numbers over wide ranges of values, and computational speed is improved by two to 24 times by excluding explicit representation of the genome.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,021 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».