Reconstrução global da rede metabólica humana com base em dados genômicos e bibliômicos

O metabolismo é um processo celular vital, e suas disfunções são um importante contribuinte para doenças humanas. As redes metabólicas são complexas e altamente interconectadas, e, portanto, abordagens computacionais em nível de sistemas são necessárias para elucidar e entender as relações genótipo-fenótipo metabólicas. Nós reconstruímos manualmente a rede metabólica humana global com base na Construção 35 da anotação genômica e uma avaliação abrangente de mais de 50 anos de dados legados (ou seja, dados bibliômicos). Aqui descrevemos o processo de reconstrução e demonstramos como a rede resultante em escala genômica (ou global) pode ser usada (i) para a descoberta de informações faltantes, (ii) para a formulação de um modelo in silico, e (iii) como um contexto estruturado para a análise de conjuntos de dados biológicos de alto rendimento. Nossa avaliação abrangente da literatura revelou muitas lacunas na compreensão atual do metabolismo humano que requerem investigação experimental futura. A análise matemática da estrutura da rede elucidou as implicações da compartimentalização intracelular e o uso potencial de conjuntos de reações correlacionadas para a identificação de alvos de fármacos alternativos. A análise integrada de conjuntos de dados de alto rendimento no contexto da reconstrução possibilitou uma avaliação global dos estados metabólicos funcionais. Esses resultados destacam algumas das aplicações possibilitadas pela rede metabólica humana reconstruída. O estabelecimento dessa rede representa um passo importante em direção à biologia de sistemas humanos em escala genômica.