The minimum energy required to build a cell
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Understanding the energy requirements for cell synthesis accurately and comprehensively has been a longstanding challenge. We introduce a computational model that estimates the minimum energy necessary to build any cell from its constituent parts. This method combines omics and internal cell compositions from various sources to calculate the Gibbs Free Energy of biosynthesis independently of specific metabolic pathways. Our public tool, Synercell, can be used with other models for minumum species-specific energy estimations in any well-sequenced species. The energy for synthesising the genome, transcriptome, proteome, and lipid bilayer of four cell types: Escherichia coli , Saccharomyces cerevisiae , an average mammalian cell and JCVI-syn3A were estimated. Their modelled minimum synthesis energies at 298 K were $$9.54\times 10^{-11}$$ 9.54 × 10 - 11 J/cell, $$4.99\times 10^{-9}$$ 4.99 × 10 - 9 J/cell, $$3.71\times 10^{-7}$$ 3.71 × 10 - 7 J/cell and $$3.69\times 10^{-12}$$ 3.69 × 10 - 12 respectively. Gram-for-gram synthesis of lipid bilayers requires the most energy, followed by the proteome, genome, and transcriptome. The average per gram cost of biomass synthesis is in the 300s of J/g for all four cells. Implications for the generalisability of cell construction and applications to biogeosciences, cellular biology, biotechnology, and astrobiology are discussed.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,010 | 0,002 |
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 ».