Systems level analysis of the <i>Chlamydomonas reinhardtii</i> metabolic network reveals variability in evolutionary co-conservation
Notice bibliographique
Résumé
Metabolic networks, which are mathematical representations of organismal metabolism, are reconstructed to provide computational platforms to guide metabolic engineering experiments and explore fundamental questions on metabolism. Systems level analyses, such as interrogation of phylogenetic relationships within the network, can provide further guidance on the modification of metabolic circuitries. Chlamydomonas reinhardtii, a biofuel relevant green alga that has retained key genes with plant, animal, and protist affinities, serves as an ideal model organism to investigate the interplay between gene function and phylogenetic affinities at multiple organizational levels. Here, using detailed topological and functional analyses, coupled with transcriptomics studies on a metabolic network that we have reconstructed for C. reinhardtii, we show that network connectivity has a significant concordance with the co-conservation of genes; however, a distinction between topological and functional relationships is observable within the network. Dynamic and static modes of co-conservation were defined and observed in a subset of gene-pairs across the network topologically. In contrast, genes with predicted synthetic interactions, or genes involved in coupled reactions, show significant enrichment for both shorter and longer phylogenetic distances. Based on our results, we propose that the metabolic network of C. reinhardtii is assembled with an architecture to minimize phylogenetic profile distances topologically, while it includes an expansion of such distances for functionally interacting genes. This arrangement may increase the robustness of C. reinhardtii's network in dealing with varied environmental challenges that the species may face. The defined evolutionary constraints within the network, which identify important pairings of genes in metabolism, may offer guidance on synthetic biology approaches to optimize the production of desirable metabolites.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».