Sarcasm - uma ferramenta semiautomática para reconstrução e análise de matrizes estequiométricas

A Biologia de sistemas é a análise do comportamento e interação entre os componentes de um sistema biológico, sendo uma área que vem crescendo bastante e que permite diversos tipos de análises, como a modelagem de processos biológicos e simulações. A análise do balanço de fluxo (FBA) é um método matemático utilizado para analisar o fluxo de metabólitos de uma rede metabólica, permitindo prever a taxa de crescimento de um organismo ou a taxa de produção de um metabólito de interesse. Para o cálculo do FBA, faz-se necessário e essencial o uso de matriz estequiométrica, estrutura que indica os diversos componentes que participam de uma reação (reagentes e produtos) e suas proporções moleculares relativas. Esta matriz acaba sendo difícil de ser construída manualmente, pois demanda tempo pelo fato de que uma via metabólica possui muitas reações e componentes. Em nosso estudo desenvolvemos o sARCASM (semi-Automatic Recontruction and Analysis of Stoichometric Matrix), um conjunto de scripts escrito em Python cujo objetivo é automatizar, padronizar e diminuir o tempo do cálculo comparado a outros pipelines que utilizam o FBA. O sARCASM ajuda na reconstrução in silico de vias metabólicas de interesse e utiliza as informações de anotação de um genoma alvo para que por meio do banco de dados do KEGG, sejam obtidos os grupos de genes ortólogos, assim como o modelo estequiométrico, geração do modelo no formato SBML e aplicação do método FBA. Foi utilizado como testes a via metabólica da biossíntese de ácidos graxos e o organismo estudado foi a Exiguobacterium antarcticum B7 e os resultados obtidos foram bastante aproximados quando comparados com um trabalho de referência.