代谢通量及其控制机制是细胞代谢的基础,为研究生物系统和生物技术应用提供了见解。然而,对微生物细胞工厂中生化反应的控制,尤其是在系统层面的控制,定量和预测性的理解是有限的。在这项工作中,我们提出了 ARCTICA,这是一个计算框架,它将基于约束的建模与机器学习工具相结合以应对这一挑战。使用模型蓝藻 Synechocystis sp. PCC 6803 作为底盘,我们证明 ARCTICA 可以有效模拟全球规模的代谢通量控制。主要发现包括:(i) 光合生物生产主要受卡尔文-本森-巴沙姆 (CBB) 循环中的酶控制,而不是受参与最终产物生物合成的酶控制;(ii) CBB 循环的催化能力限制了光合活性和下游途径;(iii) 核酮糖-1,5-双磷酸羧化酶/加氧酶 (RuBisCO) 是 CBB 循环中的主要限制步骤,但并非最主要的限制步骤。预测的代谢反应与之前的实验观察结果在质量上一致,验证了我们的建模方法。ARCTICA 是了解细胞生理学和预测基因组规模代谢网络中限速步骤的重要管道,从而为蓝藻生物工程提供指导。
该栖息地分布广泛,不太可能对更广泛的调查区域具有保护意义。这是北极蛤蜊的首选栖息地,但在两个调查区域均未观察到成年北极蛤蜊,在任何海底照片中都看不到沉积物表面的虹吸管。由于在两个调查区域中都观察到了相对高反射率的区域,因此认为附件一栖息地“石礁”很可能出现。然而,经过评估,这些区域未达到最低范围,因此不被视为构成附件一石礁栖息地。其他受保护特征,例如(但不限于)PMF 北极蛤蜊、OSPAR 受威胁和/或减少的“海塘和穴居巨型动物”物种和深海海绵聚集体,均未从地球物理或摄影数据中识别出来。
A0A011P7F8 Mannheimia granulomatis MgrCas9 1049 65.5 A0A0A2YBT2 Gallibacterium anatis IPDH697-78 GanCas9 1035 59.7 A0A0J0YQ19 Neisseria arctica NarCas9 1070 70.4 A0A1T0B6J6 [Haemophilus felis HfeCas9 1058 65.3 A0A1X3DFB7 Neisseria dentiae NdeCas9 1074 66.4 A0A263HCH5 Actinobacillus seminis AseCas9 1059 66 A0A2M8S290 Conservatibacter flavescens CflCas9 1063 64.2 A0A2U0SK41 Pasteurella langaaensis DSM 22999 PlaCas9 1056 63.9 A0A356E7S3巴斯德氏菌 PstCas9 1076 63 A0A369Z1C7 副流感嗜血杆菌 Hpa1Cas9 1056 64.8 A0A369Z3K3 副流感嗜血杆菌 Hpa2Cas9 1054 65.2 A0A377J007 皮特曼嗜血杆菌 HpiCas9 1053 65.2 A0A378UFN0 脱氮伯氏菌(脱氮奈瑟菌)
底栖调查确定了 Murlach 地区的动物群包括;海笔(Pennatulaphosrea、Virgularia mirabilis)、寄居蟹(Paguridae 包括 Pagurusbernhardus)、蛇尾(Ophiuridae)、海星(Asteroidea:包括 Asterias rubens 和 Astropecten irregularis)、海葵(Actiniaria 包括 Hormathia sp.)、群居海葵 (Epizoanthuspapillosus)、软珊瑚 (Alcyonacea)、蹲龙虾 (Munida sp.)、海蜘蛛(Pycnogonida)、Nephrops norvegicus、螃蟹(Brachyura,包括Majidae 和Liocarcinus depurator)、水螅(Hydrozoa)和Hydrozoa/Bryozoan 草皮。该地区的沉积物被描述为包括大范围优先海洋特征 (PMF) 栖息地“离岸潮下砂砾石”,这是北极蛤 (Arctica islandica) 的首选栖息地。圆蛤属于 PMF,也位列 OSPAR 受威胁和/或减少物种名单 (OSPAR, 2008),不过该地区并未记录到圆蛤的踪迹。
底栖调查确定 Murlach 地区的动物群包括:海笔(Pennatulaphosrea、Virgularia mirabilis)、寄居蟹(Paguridae 包括 Pagurusbernhardus)、蛇尾(Ophiuridae)、海星(Asteroidea:包括 Asterias rubens 和 Astropecten irregularis)、海葵(Actiniaria 包括 Hormathia sp.)、群体海葵(Epizoanthuspapillosus)、软珊瑚(Alcyonacea)、蹲龙虾(Munida sp.)、海蜘蛛(Pycnogonida)、Nephrops Norvegicus、螃蟹(Brachyura 包括 Majidae 和 Liocarcinus depurator)、水螅(Hydrozoa)和水螅/苔藓虫草皮。该地区的沉积物被描述为包含大范围优先海洋特征 (PMF) 栖息地“离岸潮下沙砾”,这是北极蛤蜊 Arctica islandica 的首选栖息地。北极蛤蜊是 PMF,也列入了 OSPAR 受威胁和/或濒临灭绝物种名单(OSPAR,2008 年),但该地区没有记录到北极蛤蜊。
底栖调查确定了 Murlach 地区的动物群;海笔(Pennatula Phosrea、Virgularia mirabilis)、寄居蟹(Paguridae 包括 Pagurusbernhardus)、海蛇尾(Ophiuridae)、海星(Asteroidea:包括 Asterias rubens 和 Astropecten irrevocables)、海葵(Actiniaria 包括 Hormathia sp.)、群生海葵 (Epizoanthuspapillosus)、软珊瑚 (Alcyonacea)、蹲龙虾 (Munida sp.)、海蜘蛛 (Pycnogonida)、NephropsNephropsnorvegicus、螃蟹(Brachyura,包括 Majidae 和 Liocarcinus depurator)、水螅 (Hydrozoa) 和水螅/苔藓虫草皮。该区域内的沉积物被描述为由大范围的优先海洋特征 (PMF) 栖息地“近海潮下沙子和砾石”组成,这是北极斑驴的首选栖息地。海洋斑驴是一种 PMF,也被列入 OSPAR 受威胁和/或衰退物种名录(OSPAR,2008 年),但该地区没有记录到海洋斑驴。
底栖调查发现,该地区主要生物为多毛类等喜细沙生物,还有密集的海胆 Echinoidea/ Spatangoida 和 Gracilechinus acutus,海星 Asterias rubens 、 Hippasteria phrygiana 和 Astropecten irregularis 以及寄居蟹 Paguridae 。沉积物表面可见动物洞穴、管道和足迹,但这些都很小,而且没有观察到穴居巨型动物。观察到的固着动物包括海葵 Actiniaria 、普通海螺 Buccinum undatum 和草皮形成属,如水螅和苔藓虫。有证据表明,在 Mariner 油田附近有北极蛤(OSPAR 受威胁和/或数量下降的物种,以及苏格兰优先海洋特征 (PMF)),此外,还观察到一种海笔 Virgularia mirabilis 和动物洞穴。从调查样本来看,这种密度不足以构成 OSPAR 栖息地“海围栏和穴居巨型动物群落”,尽管它可能存在。调查结果表明存在 Funiculina quadrangularis,这可能
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