Computation of elementary flux modes by column generation

• Autores: Basso, Homero; Dondo, Rodolfo G.
• Año de publicación: 2025
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ciencias Informáticas; column generation; elementary flux modes; metabolic networks; generación de columnas; modos elementales de flujo; redes metabólicas
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Identification of elementary flux modes in genome-scale metabolic networks is difficult due to the combinatorial nature of the problem. However, in systems biology, constraint-based modeling utilizes only a few relevant elementary flux modes. So, their computation using optimization is emerging as a recent trend. We proposed an algorithm based on the column generation paradigm for computing elementary flux modes that allow for massive computational-time savings compared to previous approaches. The algorithm proved capable of efficiently generating elementary flux modes for genome-scale metabolic networks with thousands of intracellular reactions.
La identificación de modos de flujo elementales en redes metabólicas a escala genómica es dificultosa debido a la naturaleza combinatoria del problema. Sin embargo, en biología de sistemas, el modelado basado en restricciones utiliza solo unos pocos modos de flujo elementales relevantes. Por ello, su cálculo mediante optimización se está convirtiendo en una tendencia reciente. Desarrollamos un algoritmo basado en el paradigma de generación de columnas para el cálculo de modos de flujo elementales que permite un ahorro considerable de tiempo computacional en comparación con enfoques previos. El algoritmo demostró ser capaz de generar eficientemente modos de flujo elementales para redes metabólicas a escala genómica con miles de reacciones intracelulares.
Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa