{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"# Predict expression modulation targets\n",
"\n",
"Cameo provides algorithms to search for genes or reactions that can be over- or down-regulated in order to achieve a given biological objective."
]
},
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"cell_type": "code",
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"from cameo import models"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
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"source": [
"Load the E. coli core model."
]
},
{
"cell_type": "code",
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"outputs": [],
"source": [
"model = models.bigg.e_coli_core"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
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"source": [
"## Flux Scanning based on Enforced Objective Flux"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 3,
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"source": [
"from cameo.strain_design.deterministic.flux_variability_based import FSEOF"
]
},
{
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"fseof = FSEOF(model)"
]
},
{
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{
"data": {
"text/html": [
"\n",
"Model: e_coli_core\n",
"Enforced objective: EX_succ_e\n",
"Primary objective: Maximize\n",
"-1.0*BIOMASS_Ecoli_core_w_GAM_reverse_712e5 + 1.0*BIOMASS_Ecoli_core_w_GAM\n",
"
\n",
"Reaction fluxes
\n",
"
\n", " | 1 | \n", "2 | \n", "3 | \n", "4 | \n", "5 | \n", "6 | \n", "7 | \n", "8 | \n", "9 | \n", "10 | \n", "
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ADK1 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.410338 | \n", "1.527283 | \n", "
ENO | \n", "15.238892 | \n", "15.761645 | \n", "16.212407 | \n", "16.577535 | \n", "16.942662 | \n", "17.307790 | \n", "17.704415 | \n", "18.602292 | \n", "19.293292 | \n", "19.628048 | \n", "
FBA | \n", "7.756941 | \n", "8.036499 | \n", "8.242515 | \n", "8.361048 | \n", "8.479582 | \n", "8.598115 | \n", "8.747793 | \n", "9.393102 | \n", "9.830787 | \n", "9.910940 | \n", "
FRD7 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "1.453235 | \n", "3.175302 | \n", "4.897369 | \n", "6.586703 | \n", "7.755141 | \n", "9.127842 | \n", "10.852285 | \n", "
GAPD | \n", "16.431132 | \n", "16.838737 | \n", "17.173618 | \n", "17.421989 | \n", "17.670359 | \n", "17.918730 | \n", "18.198431 | \n", "18.976723 | \n", "19.547784 | \n", "19.761991 | \n", "
ICL | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.386057 | \n", "1.231342 | \n", "2.076627 | \n", "2.921912 | \n", "3.735322 | \n", "4.041459 | \n", "4.143333 | \n", "3.893465 | \n", "
MALS | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.386057 | \n", "1.231342 | \n", "2.076627 | \n", "2.921912 | \n", "3.735322 | \n", "4.041459 | \n", "4.143333 | \n", "3.893465 | \n", "
PDH | \n", "8.809270 | \n", "8.336008 | \n", "8.179868 | \n", "8.400957 | \n", "8.622045 | \n", "8.843134 | \n", "9.064539 | \n", "9.290984 | \n", "9.107760 | \n", "8.219084 | \n", "
PFK | \n", "7.756941 | \n", "8.036499 | \n", "8.242515 | \n", "8.361048 | \n", "8.479582 | \n", "8.598115 | \n", "8.747793 | \n", "9.393102 | \n", "9.830787 | \n", "9.910940 | \n", "
PGI | \n", "5.485630 | \n", "6.110399 | \n", "6.513173 | \n", "6.651876 | \n", "6.790579 | \n", "6.929282 | \n", "7.161108 | \n", "8.874882 | \n", "9.965126 | \n", "9.981645 | \n", "
PGK | \n", "-16.431132 | \n", "-16.838737 | \n", "-17.173618 | \n", "-17.421989 | \n", "-17.670359 | \n", "-17.918730 | \n", "-18.198431 | \n", "-18.976723 | \n", "-19.547784 | \n", "-19.761991 | \n", "
PGM | \n", "-15.238892 | \n", "-15.761645 | \n", "-16.212407 | \n", "-16.577535 | \n", "-16.942662 | \n", "-17.307790 | \n", "-17.704415 | \n", "-18.602292 | \n", "-19.293292 | \n", "-19.628048 | \n", "
PPC | \n", "3.758320 | \n", "5.012330 | \n", "5.878875 | \n", "6.284516 | \n", "6.690157 | \n", "7.095799 | \n", "7.532996 | \n", "8.472367 | \n", "9.615323 | \n", "11.108854 | \n", "
PPS | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.410338 | \n", "1.527283 | \n", "
SUCCt3 | \n", "1.474575 | \n", "2.949150 | \n", "4.423725 | \n", "5.898300 | \n", "7.372875 | \n", "8.847450 | \n", "10.322025 | \n", "11.796600 | \n", "13.271175 | \n", "14.745750 | \n", "
THD2 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.119674 | \n", "2.143848 | \n", "2.916807 | \n", "1.535161 | \n", "
TPI | \n", "7.756941 | \n", "8.036499 | \n", "8.242515 | \n", "8.361048 | \n", "8.479582 | \n", "8.598115 | \n", "8.747793 | \n", "9.393102 | \n", "9.830787 | \n", "9.910940 | \n", "
EX_succ_e | \n", "1.474575 | \n", "2.949150 | \n", "4.423725 | \n", "5.898300 | \n", "7.372875 | \n", "8.847450 | \n", "10.322025 | \n", "11.796600 | \n", "13.271175 | \n", "14.745750 | \n", "
Failed to display Jupyter Widget of type HBox
.
\n", " If you're reading this message in Jupyter Notebook or JupyterLab, it may mean\n", " that the widgets JavaScript is still loading. If this message persists, it\n", " likely means that the widgets JavaScript library is either not installed or\n", " not enabled. See the Jupyter\n", " Widgets Documentation for setup instructions.\n", "
\n", "\n", " If you're reading this message in another notebook frontend (for example, a static\n", " rendering on GitHub or NBViewer),\n", " it may mean that your frontend doesn't currently support widgets.\n", "
\n" ], "text/plain": [ "HBox()" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "result = diffFVA.run(surface_only=True)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 11, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/html": [ "\n", " | lower_bound | \n", "upper_bound | \n", "gaps | \n", "normalized_gaps | \n", "biomass | \n", "production | \n", "KO | \n", "flux_reversal | \n", "suddenly_essential | \n", "free_flux | \n", "reaction | \n", "excluded | \n", "
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
reaction | \n", "\n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " | \n", " |
ACALD | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "-2.339592e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "True | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ACALD | \n", "False | \n", "
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ACKr | \n", "-5.664889 | \n", "-5.664889 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ACKr | \n", "False | \n", "
ACONTa | \n", "0.429333 | \n", "0.429333 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ACONTa | \n", "False | \n", "
ACONTb | \n", "0.429333 | \n", "0.429333 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ACONTb | \n", "False | \n", "
ACt2r | \n", "-5.664889 | \n", "-5.664889 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ACt2r | \n", "False | \n", "
ADK1 | \n", "3.476444 | \n", "3.476444 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ADK1 | \n", "False | \n", "
AKGDH | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "AKGDH | \n", "False | \n", "
AKGt2r | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "AKGt2r | \n", "False | \n", "
ALCD2x | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "-2.339592e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "True | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ALCD2x | \n", "False | \n", "
ATPM | \n", "8.390000 | \n", "8.390000 | \n", "-3.552714e-15 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ATPM | \n", "False | \n", "
ATPS4r | \n", "-0.322000 | \n", "-0.322000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "ATPS4r | \n", "False | \n", "
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CS | \n", "0.429333 | \n", "0.429333 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "CS | \n", "False | \n", "
CYTBD | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "CYTBD | \n", "False | \n", "
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FBA | \n", "10.000000 | \n", "10.000000 | \n", "1.579059e-01 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "FBA | \n", "False | \n", "
FBP | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "FBP | \n", "False | \n", "
FORt | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "FORt | \n", "False | \n", "
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FRD7 | \n", "13.476444 | \n", "1000.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "FRD7 | \n", "False | \n", "
FRUpts2 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "FRUpts2 | \n", "False | \n", "
FUM | \n", "-13.476444 | \n", "-13.476444 | \n", "8.698944e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "FUM | \n", "False | \n", "
FUMt2_2 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "FUMt2_2 | \n", "False | \n", "
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GAPD | \n", "20.000000 | \n", "20.000000 | \n", "4.219977e-01 | \n", "NaN | \n", "0.000000 | \n", "13.905778 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "GAPD | \n", "False | \n", "
... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "... | \n", "
ME2 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "0.000000 | \n", "0.188145 | \n", "2.123333 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "ME2 | \n", "False | \n", "
NADH16 | \n", "2.123333 | \n", "2.123333 | \n", "0.000000e+00 | \n", "6.508131 | \n", "0.188145 | \n", "2.123333 | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "False | \n", "NADH16 | \n", "False | \n", "
NADTRHD | \n", "0.000000 | \n", "0.000000 | \n", "0.000000e+00 | \n", "0.000000 | \n", "0.188145 | \n", "2.123333 | \n", "False | \n", "False | \n", "True | \n", "False | \n", "NADTRHD | \n", "False | \n", "
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