Systems Metabolic Engineering Meets Machine Learning: A New Era for Data-Driven Metabolic Engineering

Biotechnology Journal

Volumn 14, Issue 9, 2019, Pages

  Presnell, Kristin V ^a   Alper, Hal S ^a,b  

^a The University of Texas at Austin   (United States)

^b UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

Author keywords

machine learning; metabolic engineering; strain; systems modeling; omics

Indexed keywords

ENGINEERING EDUCATION; LEARNING SYSTEMS; MACHINE LEARNING; METABOLISM; PRODUCT DESIGN; STRAIN;

DATA DRIVEN MODELING METHODS; DATA-DRIVEN METHODS; HIGH THROUGHPUT; METABOLIC PATHWAYS; PREDICTIVE MODELS; SYSTEMS BIOLOGY; SYSTEMS METABOLIC ENGINEERINGS; SYSTEMS MODELING;

METABOLIC ENGINEERING;

BIOTECHNOLOGY; MACHINE LEARNING; METABOLIC ENGINEERING; METABOLISM; OMICS; PHENOTYPE; PROTEIN FINGERPRINTING; REVIEW; SYSTEMS BIOLOGY; PROCEDURES;

BIOTECHNOLOGY; MACHINE LEARNING; METABOLIC ENGINEERING; SYSTEMS BIOLOGY;

EID: 85065410633     PISSN: 18606768     EISSN: 18607314     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/biot.201800416     Document Type: Review

References (194)

1. J. Sun, H. S. Alper, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2015, 42, 423.
2. L. T. Cordova, H. S. Alper, Curr. Opin. Chem. Biol. 2016, 35, 37.
3. K. A. Curran, H. S. Alper, Metab. Eng. 2012, 14, 289.
4. A. Casini, J. T. MacDonald, J. De Jonghe, G. Christodoulou, P. S. Freemont, G. S. Baldwin, T. Ellis, Nucleic Acids Res. 2013, 42, e7.
5. D. G. Gibson, L. Young, R.-Y. Chuang, J. C. Venter, C. A. Hutchison, H. O. Smith, Nat. Methods 2009, 6, 343.
6. C. Engler, R. Gruetzner, R. Kandzia, S. Marillonnet, PLoS One 2009, 4, e5553.
7. E. A. R. Serin, H. Nijveen, H. W. M. Hilhorst, W. Ligterink, Front. Plant Sci. 2016, 7, 444.
8. R. Chen, J. Dou, Biotechnol. Lett. 2016, 38, 213.
9. J. Nielsen, Annu. Rev. Biochem. 2017, 86, 245.
10. J. Blazeck, H. Alper, Biotechnol. J. 2010, 5, 647.
11. T. U. Chae, S. Y. Choi, J. W. Kim, Y. S. Ko, S. Y. Lee, Curr. Opin. Biotechnol. 2017, 47, 67.
12. H. U. Kim, P. Charusanti, S. Y. Lee, T. Weber, Nat. Prod. Rep. 2016, 33, 933.
13. J. M. Park, T. Y. Kim, S. Y. Lee, Biotechnol. Adv. 2009, 27, 979.
14. K. J. Kauffman, P. Prakash, J. S. Edwards, Curr. Opin. Biotechnol. 2003, 14, 491.
15. J. D. Orth, I. Thiele, B. Ø. Palsson, Nat. Biotechnol. 2010, 28, 245.
16. K. C. H. van der Ark, R. G. A. van Heck, V. A. P. Martins Dos Santos, C. Belzer, W. M. de Vos, Microbiome 2017, 5, 78.
17. L. Wang, S. Dash, C. Y. Ng, C. D. Maranas, Synth. Syst. Biotechnol. 2017, 2, 243.
18. K. V. Presnell, H. S. Alper, Mol. Syst. Des. Eng. 2018, 3, 19.
19. O. Morozova, M. A. Marra, Genomics 2008, 92, 255.
20. J. Shendure, H. Ji, Nat. Biotechnol. 2008, 26, 1135.
21. M. L. Metzker, Nat. Rev. Genet. 2010, 11, 31.
22. D. A. Cuevas, J. Edirisinghe, C. S. Henry, R. Overbeek, T. G. O’Connell, R. A. Edwards, Front. Microbiol. 2016, 7, 907.
23. J. L. Reed, I. Famili, I. Thiele, B. O. Palsson, Nat. Rev. Genet. 2006, 7, 130.
24. T. Weber, K. Blin, S. Duddela, D. Krug, H. U. Kim, R. Bruccoleri, S. Y. Lee, M. A. Fischbach, R. Muller, W. Wohlleben, R. Breitling, E. Takano, M. H. Medema, Nucleic Acids Res. 2015, 43, W237.
25. H. Li, J. Ruan, R. Durbin, Genome Res. 2008, 18, 1851.
26. S. Kumar, G. Stecher, K. Tamura, Mol. Biol. Evol. 2016, 33, 1870.
27. A. McKenna, M. Hanna, E. Banks, A. Sivachenko, K. Cibulskis, A. Kernytsky, K. Garimella, D. Altshuler, S. Gabriel, M. Daly, M. A. DePristo, Genome Res. 2010, 20, 1297.
28. S. Mukherjee, D. Stamatis, J. Bertsch, G. Ovchinnikova, O. Verezemska, M. Isbandi, A. D. Thomas, R. Ali, K. Sharma, N. C. Kyrpides, T. B. K. Reddy, Nucleic Acids Res. 2017, 45, D446.
29. M. Kanehisa, S. Goto, Nucleic Acids Res. 2000, 28, 27.
30. S. Goodwin, J. D. McPherson, W. R. McCombie, Nat. Rev. Genet. 2016, 17, 333.
31. Z. Wang, M. Gerstein, M. Snyder, Nat Rev Genet 2009, 10, 57.
32. U. Nagalakshmi, Z. Wang, K. Waern, C. Shou, D. Raha, M. Gerstein, M. Snyder, Science 2008, 320, 1344.
33. D. Kim, G. Pertea, C. Trapnell, H. Pimentel, R. Kelley, S. L. Salzberg, Genome Biol. 2013, 14, R36.
34. N. L. Bray, H. Pimentel, P. Melsted, L. Pachter, Nat. Biotechnol. 2016, 34, 525.
35. C. Trapnell, B. A. Williams, G. Pertea, A. Mortazavi, G. Kwan, M. J. Van Baren, S. L. Salzberg, B. J. Wold, L. Pachter, Nat. Biotechnol. 2010, 28, 511.
36. R. Patro, G. Duggal, M. I. Love, R. A. Irizarry, C. Kingsford, Nat. Methods 2017, 14, 417.
37. M. I. Love, W. Huber, S. Anders, Genome Biol. 2014, 15, 550.
38. C. Trapnell, A. Roberts, L. Goff, G. Pertea, D. Kim, D. R. Kelley, H. Pimentel, S. L. Salzberg, J. L. Rinn, L. Pachter, Nat. Protoc. 2012, 7, 562.
39. E. Clough, T. Barrett, Methods Mol. Biol. 2016, 1418, 93.
40. A. Conesa, P. Madrigal, S. Tarazona, D. Gomez-Cabrero, A. Cervera, A. McPherson, M. W. Szcześniak, D. J. Gaffney, L. L. Elo, X. Zhang, A. Mortazavi, Genome Biol. 2016, 17, 13.
41. H. Zhu, M. Snyder, Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 40.
42. R. Aebersold, M. Mann, Nature 2003, 422, 198.
43. J. Swaminathan, A. A. Boulgakov, E. T. Hernandez, A. M. Bardo, J. L. Bachman, J. Marotta, A. M. Johnson, E. V. Anslyn, E. M. Marcotte, Nat. Biotechnol. 2018, 36, 1076.
44. J. Cox, M. Mann, Nat. Biotechnol. 2008, 26, 1367.
45. A. T. Kong, F. V. Leprevost, D. M. Avtonomov, D. Mellacheruvu, A. I. Nesvizhskii, Nat. Methods 2017, 14, 513.
46. S. K. Park, J. D. Venable, T. Xu, J. R. Yates, Nat. Methods 2008, 5, 319.
47. S. Y. Ryu, Adv. Protein Chem. Struct. Biol. 2014, 94, 1.
48. J. A. Vizcaíno, R. G. Côté, A. Csordas, J. A. Dianes, A. Fabregat, J. M. Foster, J. Griss, E. Alpi, M. Birim, J. Contell, G. O’Kelly, A. Schoenegger, D. Ovelleiro, Y. Pérez-Riverol, F. Reisinger, D. Ríos, R. Wang, H. Hermjakob, Nucleic Acids Res. 2013, 41, D1063.
49. R. Craig, J. P. Cortens, R. C. Beavis, J. Proteome Res. 2004, 3, 1234.
50. T. Farrah, E. W. Deutsch, G. S. Omenn, Z. Sun, J. D. Watts, T. Yamamoto, D. Shteynberg, M. M. Harris, R. L. Moritz, J. Proteome Res. 2014, 13, 60.
51. A. Bateman, M. J. Martin, C. O’Donovan, M. Magrane, R. Apweiler, E. Alpi, R. Antunes, J. Arganiska, B. Bely, M. Bingley, C. Bonilla, R. Britto, B. Bursteinas, G. Chavali, E. Cibrian-Uhalte, A. Da Silva, M. De Giorgi, T. Dogan, F. Fazzini, P. Gane, L. G. Castro, P. Garmiri, E. Hatton-Ellis, R. Hieta, R. Huntley, D. Legge, W. Liu, J. Luo, A. Macdougall, P. Mutowo, A. Nightingale, S. Orchard, K. Pichler, D. Poggioli, S. Pundir, L. Pureza, et al., Nucleic Acids Res. 2015, 43, D204.
52. Y. Perez-Riverol, E. Alpi, R. Wang, H. Hermjakob, J. A. Vizcaíno, Proteomics 2015, 15, 930.
53. J. R. Yates, C. I. Ruse, A. Nakorchevsky, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2009, 11, 49.
54. R. Aebersold, M. Mann, Nature 2016, 537, 347.
55. Modern Proteomics—Sample Preparation, Analysis and Practical Applications (Eds: H. Mirzae, M. Carrasco) Switzerland: Springer International Publishing, 2016.
56. E. Urbanczyk-Wochniak, A. Leudemann, J. Kopka, J. Selbig, U. Roessner-Tunali, L. Willmitzer, A. R. Fernie, EMBO Rep. 2003, 4, 989.
57. E. L. Schymanski, J. Jeon, R. Gulde, K. Fenner, M. Ruff, H. P. Singer, J. Hollender, Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 2097.
58. A. C. Dona, M. Kyriakides, F. Scott, E. A. Shephard, D. Varshavi, K. Veselkov, J. R. Everett, Comput. Struct. Biotechnol. J. 2016, 14, 135.
59. R. J. M. Weber, T. N. Lawson, R. M. Salek, T. M. D. Ebbels, R. C. Glen, R. Goodacre, J. L. Griffin, K. Haug, A. Koulman, P. Moreno, M. Ralser, C. Steinbeck, W. B. Dunn, M. R. Viant, Metabolomics 2017, 13, 12.
60. R. Tautenhahn, C. Bottcher, S. Neumann, BMC Bioinf. 2008, 9, 504.
61. H. Treutler, S. Neumann, Metabolites 2016, 6, 37.
62. Y. Wu, L. Li, J. Chromatogr. A 2015, 1430, 80.
63. R. Spicer, R. M. Salek, P. Moreno, D. Cañueto, C. Steinbeck, Metabolomics 2017, 13, 106.
64. J. Xia, I. V. Sinelnikov, B. Han, D. S. Wishart, Nucleic Acids Res. 2015, 43, W251.
65. R. Tautenhahn, G. J. Patti, D. Rinehart, G. Siuzdak, Anal. Chem. 2012, 84, 5035.
66. K. Haug, R. M. Salek, P. Conesa, J. Hastings, P. De Matos, M. Rijnbeek, T. Mahendraker, M. Williams, S. Neumann, P. Rocca-Serra, E. Maguire, A. González-Beltrán, S. A. Sansone, J. L. Griffin, C. Steinbeck, Nucleic Acids Res. 2013, 41, D781.
67. P. S. Gromski, H. Muhamadali, D. I. Ellis, Y. Xu, E. Correa, M. L. Turner, R. Goodacre, Anal. Chim. Acta 2015, 879, 10.
68. A. Cambiaghi, M. Ferrario, M. Masseroli, Briefings Bioinf. 2017, 18, 498.
69. P. Millard, F. Letisse, S. Sokol, J. C. Portais, Bioinformatics 2012, 28, 1294.
70. M. Weitzel, K. Nöh, T. Dalman, S. Niedenführ, B. Stute, W. Wiechert, Bioinformatics 2013, 29, 143.
71. M. Kogadeeva, N. Zamboni, PLoS Comput. Biol. 2016, 12, e1005109.
72. Z. Zhang, T. Shen, B. Rui, W. Zhou, X. Zhou, C. Shang, C. Xin, X. Liu, G. Li, J. Jiang, C. Li, R. Li, M. Han, S. You, G. Yu, Y. Yi, H. Wen, Z. Liu, X. Xie, Nucleic Acids Res. 2015, 43, D549.
73. S. Heux, C. Bergès, P. Millard, J. C. Portais, F. Létisse, Curr. Opin. Biotechnol. 2017, 43, 104.
74. S. Niedenführ, W. Wiechert, K. Nöh, Curr. Opin. Biotechnol. 2015, 34, 82.
75. S. Goto, T. Nishioka, M. Kanehisa, Bioinformatics 1998, 14, 591.
76. I. Schomburg, Nucleic Acids Res. 2002, 30, 47.
77. P. D. Karp, C. A. Ouzounis, C. Moore-Kochlacs, L. Goldovsky, P. Kaipa, D. Ahrén, S. Tsoka, N. Darzentas, V. Kunin, N. López-Bigas, Nucleic Acids Res. 2005, 33, 6083.
78. I. M. Keseler, J. Collado-Vides, S. Gama-Castro, J. Ingraham, S. Paley, I. T. Paulsen, M. Peralta-Gil, P. D. Karp, Nucleic Acids Res. 2005, 33, D334.
79. P. Zhang, K. Dreher, A. Karthikeyan, A. Chi, A. Pujar, R. Caspi, P. Karp, V. Kirkup, M. Latendresse, C. Lee, L. A. Mueller, R. Muller, S. Y. Rhee, Plant Physiol. 2010, 153, 1479.
80. P. D. Karp, M. Riley, S. M. Paley, A. Pellegrini-Toole, Nucleic Acids Res. 2002, 30, 59.
81. J. M. Cherry, E. L. Hong, C. Amundsen, R. Balakrishnan, G. Binkley, E. T. Chan, K. R. Christie, M. C. Costanzo, S. S. Dwight, S. R. Engel, D. G. Fisk, J. E. Hirschman, B. C. Hitz, K. Karra, C. J. Krieger, S. R. Miyasato, R. S. Nash, J. Park, M. S. Skrzypek, M. Simison, S. Weng, E. D. Wong, Nucleic Acids Res. 2012, 40, D700.
82. J. D. Winkler, A. L. Halweg-Edwards, R. T. Gill, Metab. Eng. Commun. 2015, 2, 30.
83. G. W. Birkel, D. Ando, T. W. H. Backman, A. Ghosh, A. P. Arkin, J. D. Keasling, V. S. Kumar, D. Weaver, H. G. Martín, BMC Bioinf. 2017, 18, 205.
84. A. P. Arkin, B. Bowen, J. P. Faria, D. Yu, J.-M. Chandonia, M. DeJongh, M. L. Land, B. Parrello, S. Y. Chan, W. Gerlach, S. Yoo, R. T. Kamimura, N. L. Harris, J. Baumohl, C. S. Henry, G. Fang, P. Dehal, A. A. Best, C. C. Bun, K. Sunita, J. Gurtowski, S. S. Poon, B. H. Davison, P. M. Frybarger, Price, A. Gavin, M. P. Joachimiak, E. Pearson, M. H. Syed, R. Jain, V. Kumar, D. Ware, S. Seaver, J. Thomason, R. Olson, K. P. Keegan, et al., Nat. Biotechnol. 2018, 36, 566.
85. W. C. Morrell, G. W. Birkel, M. Forrer, T. Lopez, T. W. H. Backman, M. Dussault, C. J. Petzold, E. E. K. Baidoo, Z. Costello, D. Ando, J. Alonso-Gutierrez, K. W. George, A. Mukhopadhyay, I. Vaino, J. D. Keasling, P. D. Adams, N. J. Hillson, H. Garcia Martin, ACS Synth. Biol. 2017, 6, 2248.
86. M. W. Libbrecht, W. S. Noble, Nat. Rev. Genet. 2015, 16, 321.
87. M. Mohri, A. Rostamizadeh, A. Talkwalkar, World Neurosurg. 2018, 115, 143.
88. Kotsiantis, S. B., Supervised Machine Learning: A Review of Classification Techniques. In: Maglogiannis I, editor. Proc. 2007 Conf. Emerg. Artif. Intell. Appl. Comput. Eng. Real Word AI Syst. with Appl. eHealth, HCI, Inf. Retr. Pervasive Technol., IOS Press; October 2007, p. 3–24.
89. G. Gan, C. Ma, J. Wu, Singapore Med. J. 2007, 48, 74.
90. A. K. Jain, Pattern Recognit. Lett. 2010, 31, 651.
91. J. P. Cunningham, Z. Ghahramani, J. Mach. Learn. Res. 2014, 16, 2859.
92. T. Ching, D. S. Himmelstein, B. K. Beaulieu-Jones, A. A. Kalinin, B. T. Do, G. P. Way, E. Ferrero, P. M. Agapow, M. Zietz, M. M. Hoffman, W. Xie, G. L. Rosen, B. J. Lengerich, J. Israeli, J. Lanchantin, S. Woloszynek, A. E. Carpenter, A. Shrikumar, J. Xu, E. M. Cofer, C. A. Lavender, S. C. Turaga, A. M. Alexandari, Z. Lu, D. J. Harris, D. Decaprio, Y. Qi, A. Kundaje, Y. Peng, L. K. Wiley, M. Segler, S. M. Boca, S. J. Swamidass, A. Huang, A. Gitter, C. S. Greene, J. R. Soc., Interface 2018, 15, 20170387.
93. D. Shen, G. Wu, H.-I. Suk, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2017, 19, 221.
94. T. Ronan, Z. Qi, K. M. Naegle, Sci. Signaling 2016, 9, re6.
95. P. Sajda, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2006, 8, 537.
96. M. Mamas, W. B. Dunn, L. Neyses, R. Goodacre, Arch. Toxicol. 2011, 85, 5.
97. N. Kosaka, H. Iguchi, T. Ochiya, Cancer Sci. 2010, 101, 2087.
98. M. D. Luque de Castro, F. Priego-Capote, J. Pharm. Biomed. Anal. 2018, 147, 341.
99. F. M. Alakwaa, K. Chaudhary, L. X. Garmire, J. Proteome Res. 2018, 17, 337.
100. T. Oyetunde, F. S. Bao, J. W. Chen, H. G. Martin, Y. J. Tang, Biotechnol. Adv. 2018, 36, 1308.
101. Davis, J., Goadrich, M., in Proc. 23rd Int. Conf. Machine Learning, Pittsburgh, PA June 2006.
102. M. T. Weirauch, A. Cote, R. Norel, M. Annala, Y. Zhao, T. R. Riley, J. Saez-Rodriguez, T. Cokelaer, A. Vedenko, S. Talukder, DREAM 5 Consortium, H. J. Bussemaker, Q. D. Morris, M. L. Bulyk, G. Stolovitzky, T. R. Hughes, Nat. Biotechnol. 2013, 31, 126.
103. Y. Orenstein, R. Shamir, Briefings Funct. Genomics 2017, 16, 171.
104. Y. Orenstein, R. Shamir, Nucleic Acids Res. 2014, 42, e63.
105. The ENCODE Project Consortium, Nature 2012, 489, 57.
106. R. Tibshirani, J. R. Stat. Soc. 1996, 58, 267.
107. U. Fayyad, G. Piatetsky-Shapiro, P. Smyth, AI Mag. 1996, 17, 37.
108. J. Han, M. Kamber, J. Pei, Data Mining: Concepts and Techniques, Elsevier Science, Amsterdam/New York 2011.
109. T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman, The Elements of Statistical Learning—Data Mining, Inference, and Prediction, Springer-Verlag, New York City 2009.
110. R. Lammey, Insights UKSG J. 2016, 28, 62.
111. S. G. Wu, K. Shimizu, J. K.-H. Tang, Y. J. Tang, ChemBioEng Rev. 2016, 3, 45.
112. D. H. Wolpert, W. G. Macready, IEEE Trans. Evol. Comput. 1997, 1, 67.
113. Olson, R. S., Moore, J. H., in Int. Conf. Machine Learning 2016 AutoML Works, Vol. 64, Philadelphia 2016, pp. 66–74.
114. M. E. Lee, A. Aswani, A. S. Han, C. J. Tomlin, J. E. Dueber, Nucleic Acids Res. 2013, 41, 10668.
115. G. A. F. Seber, A. J. Lee, Linear Regression Analysis, John Wiley & Sons Inc, New York/Chichester, UK 2012.
116. J. M. Dale, L. Popescu, P. D. Karp, BMC Bioinf. 2010, 11, 15.
117. D. W. Hosmer, S. Lemeshow, R. X. Sturdivant, Applied Logistic Regression, John Wiley & Sons Inc, Hoboken 2013.
118. G. Rätsch, S. Sonnenburg, J. Srinivasan, H. Witte, K. R. Müller, R. J. Sommer, B. Schölkopf, PLoS Comput. Biol. 2007, 3, 0313.
119. J. P. Vert, J. Qiu, W. S. Noble, BMC Bioinf. 2007, 8, S8.
120. C. Leslie, E. Eskin, W. S. Noble, Pac. Symp. Biocomput. 2002, 564.
121. A. Roche-Lima, Network Model Anal. Health Inf. Bioinf. 2016, 5, 26.
122. J. Mellor, I. Grigoras, P. Carbonell, J. L. Faulon, ACS Synth. Biol. 2016, 5, 518.
123. S. G. Wu, Y. Wang, W. Jiang, T. Oyetunde, R. Yao, X. Zhang, K. Shimizu, Y. J. Tang, F. S. Bao, PLoS Comput. Biol. 2016, 12, e1004838.
124. W. S. Noble, Nat. Biotechnol. 2006, 24, 1565.
125. B. E. Boser, I. M. Guyon, V. N. Vapnik, in Proc. 5th AnnualWorkshop on Compututational Learning Theory—COLT ’92, ACM Press, New York, NY, USA 1992, 144–152.
126. Rish, I., An Empirical Study of the Naive Bayes Classifier. IJCAI 2001 Workshop on Empirical Methods in AI. 2001.
127. S. Andreozzi, L. Miskovic, V. Hatzimanikatis, Metab. Eng. 2016, 33, 158.
128. J. R. Quinlan, Mach. Learn. 1986, 1, 81.
129. S. B. Kotsiantis, Artif. Intell. Rev. 2013, 39, 261.
130. S. Andreozzi, A. Chakrabarti, K. C. Soh, A. Burgard, T. H. Yang, S. Van Dien, L. Miskovic, V. Hatzimanikatis, Metab. Eng. 2016, 35, 148.
131. W. Liaw, M. Wiener, R News 2002, 2, 18.
132. T. M. Cover, P. E. Hart, IEEE Trans. Inf. Theory 1967, 13, 21.
133. Y. Zhou, G. Li, J. Dong, X. Xing, hui, J. Dai, C. Zhang, Metab. Eng. 2018, 47, 294.
134. J. S. M. Pappu, S. N. Gummadi, Bioresour. Technol. 2016, 220, 490.
135. H. B. Gosai, B. K. Sachaniya, D. R. Dudhagara, H. Z. Panseriya, B. P. Dave, Chemom. Intell. Lab. Syst. 2018, 179, 99.
136. R. Ramachandran, D. C. Rajeev, S. G. Krishnan, P. Subathra, Int. J. Appl. Eng. Res. 2015, 10, 25433.
137. J. MacQueen, in Proc. 5th Berkeley Symp. Mathematical Statistics and Probability (Eds: L. M. Le Cam, J. Neyman), University of California Press, Berkeley, California 1965, pp. 281–297.
138. N. Halko, P.-G. Martinsson, J. A. Tropp, SIAM Rev. 2009, 53, 217.
139. J. Alonso-Gutierrez, E. M. Kim, T. S. Batth, N. Cho, Q. Hu, L. J. G. Chan, C. J. Petzold, N. J. Hillson, P. D. Adams, J. D. Keasling, H. Garcia Martin, T. S. Lee, Metab. Eng. 2015, 28, 123.
140. X. Yin, H. D. Shin, J. Li, G. Du, L. Liu, J. Chen, Sci. Rep. 2017, 7, 41040.
141. T. Ohtake, S. Pontrelli, W. A. Laviña, J. C. Liao, S. P. Putri, E. Fukusaki, Metab. Eng. 2017, 41, 135.
142. L. M. Raamsdonk, B. Teusink, D. Broadhurst, N. Zhang, A. Hayes, M. C. Walsh, J. A. Berden, K. M. Brindle, D. B. Kell, J. J. Rowland, H. V. Westerhoff, K. Van Dam, S. G. Oliver, Nat. Biotechnol. 2001, 19, 45.
143. J. Allen, H. M. Davey, D. Broadhurst, J. K. Heald, J. J. Rowland, S. G. Oliver, D. B. Kell, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 692.
144. D. B. Kell, M. Brown, H. M. Davey, W. B. Dunn, I. Spasic, S. G. Oliver, Nat. Rev. Microbiol. 2005, 3, 557.
145. I. Jolliffe, Int. Encycl. Stat. Sci. 2011, 1094.
146. S. Wold, K. Esbensen, P. Geladi, Chemom. Intell. Lab. Syst. 1987, 2, 37.
147. T. Oyetunde, D. Liu, H. G. Martin, Y. J. Tang, PLoS One 2019, 14, e0210558.
148. V. G. Yadav, M. De Mey, C. Giaw Lim, P. Kumaran Ajikumar, G. Stephanopoulos, Metab. Eng. 2012, 14, 233.
149. J. T. Boock, A. Gupta, K. L. Prather, Curr. Opin. Biotechnol. 2015, 36, 189.
150. A. M. Redding-Johanson, T. S. Batth, R. Chan, R. Krupa, H. L. Szmidt, P. D. Adams, J. D. Keasling, T. Soon Lee, A. Mukhopadhyay, C. J. Petzold, Metab. Eng. 2011, 13, 194.
151. M. G. Steiger, A. Rassinger, D. Mattanovich, M. Sauer, Metab. Eng. 2018, 52, 224.
152. P. Xu, E. A. Rizzoni, S. Y. Sul, G. Stephanopoulos, ACS Synth. Biol. 2017, 6, 148.
153. R. L. Plackett, J. P. Burman, Biometrika 1946, 33, 305.
154. A. Chakrabarti, L. Miskovic, K. C. Soh, V. Hatzimanikatis, Biotechnol. J. 2013, 8, 1043.
155. J. A. Jones, V. R. Vernacchio, A. L. Sinkoe, S. M. Collins, M. H. A. Ibrahim, D. M. Lachance, J. Hahn, M. A. G. Koffas, Metab. Eng. 2016, 35, 55.
156. A. M. Feist, C. S. Henry, J. L. Reed, M. Krummenacker, A. R. Joyce, P. D. Karp, L. J. Broadbelt, V. Hatzimanikatis, B. Palsson, Mol. Syst. Biol. 2007, 3, 121.
157. I. Boudellioua, R. Saidi, R. Hoehndorf, M. J. Martin, V. Solovyev, PLoS One 2016, 11, e0158896.
158. P. Schläpfer, P. Zhang, C. Wang, T. Kim, M. Banf, L. Chae, K. Dreher, A. K. Chavali, R. Nilo-Poyanco, T. Bernard, D. Kahn, S. Y. Rhee, Plant Physiol. 2017, 173, 2041.
159. M. Johnson, I. Zaretskaya, Y. Raytselis, Y. Merezhuk, S. McGinnis, T. L. Madden, Nucleic Acids Res. 2008, 36, W5.
160. C. Claudel-Renard, C. Chevalet, T. Faraut, D. Kahn, Nucleic Acids Res. 2003, 31, 6633.
161. J. Kludas, M. Arvas, S. Castillo, T. Pakula, M. Oja, C. Brouard, J. Jäntti, M. Penttilä, J. Rousu, PLoS One 2016, 11, e0159302.
162. P. D. Karp, M. Latendresse, R. Caspi, Stand. Genomic Sci. 2011, 5, 424.
163. H. Ikeda, M. Sone, S. Yamanaka, T. Yamamoto, Nat. Commun. 2017, 8, Rish, I., An Empirical Study of the Naive Bayes Classifier. IJCAI 2001 Workshop on Empirical Methods in AI. 1616.
164. M. Kotera, Y. Yamanishi, Y. Moriya, M. Kanehisa, S. Goto, Nucleic Acids Res. 2012, 40, W162.
165. Y. Yamanishi, Elem. Comput. Syst. Biol. 2010, 189.
166. A. Roche-Lima, M. Domaratzki, B. Fristensky, BMC Bioinf. 2014, 15, 318.
167. H. Kashima, S. Oyama, Y. Yamanishi, K. Tsuda, IEEE Trans. Inf. Syst. 2010, E93-D, 2672.
168. A. Ben-Hur, D. Brutlag, Bioinformatics 2003, 19, i26.
169. S. M. Gomez, W. S. Noble, A. Rzhetsky, Bioinformatics 2003, 19, 1875.
170. M. Reitz, O. Sacher, A. Tarkhov, D. Trümbach, J. Gasteiger, Org. Biomol. Chem. 2004, 2, 3226.
171. S. Moretti, O. Martin, T. Van Du Tran, A. Bridge, A. Morgat, M. Pagni, Nucleic Acids Res. 2016, 44, D523.
172. N. Hadadi, J. Hafner, A. Shajkofci, A. Zisaki, V. Hatzimanikatis, ACS Synth. Biol. 2016, 5, 1155.
173. Y. Moriya, D. Shigemizu, M. Hattori, T. Tokimatsu, M. Kotera, S. Goto, M. Kanehisa, Nucleic Acids Res. 2010, 38, W138.
174. M. Liu, B. Bienfait, O. Sacher, J. Gasteiger, R. J. Siezen, A. Nauta, J. M. W. Geurts, PLoS One 2014, 9, e84769.
175. P. Carbonell, P. Parutto, J. Herisson, S. B. Pandit, J. L. Faulon, Nucleic Acids Res. 2014, 42, W389.
176. B. Delépine, T. Duigou, P. Carbonell, J. L. Faulon, Metab. Eng. 2018, 45, 158.
177. C. A. Marchant, K. A. Briggs, A. Long, Toxicol. Mech. Methods 2008, 18, 177.
178. H. Yim, R. Haselbeck, W. Niu, C. Pujol-Baxley, A. Burgard, J. Boldt, J. Khandurina, J. D. Trawick, R. E. Osterhout, R. Stephen, J. Estadilla, S. Teisan, H. B. Schreyer, S. Andrae, T. H. Yang, S. Y. Lee, M. J. Burk, S. Van Dien, Nat. Chem. Biol. 2011, 7, 445.
179. S. Goto, H. Bono, H. Ogata, W. Fujibuchi, T. Nishioka, K. Sato, M. Kanehisa, Pac. Symp. Biocomput. 1997, 175.
180. J. G. Jeffryes, R. L. Colastani, M. Elbadawi-Sidhu, T. Kind, T. D. Niehaus, L. J. Broadbelt, A. D. Hanson, O. Fiehn, K. E. J. Tyo, C. S. Henry, J. Cheminf. 2015, 7, 44.
181. J. L. Faulon, M. Misra, S. Martin, K. Sale, R. Sapra, Bioinformatics 2008, 24, 225.
182. P. Carbonell, G. Lecointres, J. L. Faulon, J. Biol. Chem. 2011, 286, 43994.
183. X. Zhou, Z. J. Brentzel, G. A. Kraus, P. L. Keeling, J. A. Dumesic, B. H. Shanks, L. J. Broadbelt, ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, acssuschemeng.8b05275.
184. S. Tongman, S. Chanama, M. Chanama, K. Plaimas, C. Lursinsap, Expert Syst. Appl. 2017, 88, 45.
185. M. A. Campodonico, B. A. Andrews, J. A. Asenjo, B. O. Palsson, A. M. Feist, Metab. Eng. 2014, 25, 140.
186. M. Kotera, S. Goto, Biophys. Physicobiol. 2016, 13, 195.
187. J. G. Jeffryes, S. M. D. Seaver, J. P. Faria, C. S. Henry, Plant Sci. 2018, 273, 61.
188. B. Teusink, F. Baganz, H. V. Westerhoff, S. G. Oliver, Methods Microbiol. 1998, 26, 297.
189. E. A. Franzosa, T. Hsu, A. Sirota-Madi, A. Shafquat, G. Abu-Ali, X. C. Morgan, C. Huttenhower, Nat Rev Microbiol 2015, 13, 360.
190. M. Celton, I. Sanchez, A. Goelzer, V. Fromion, C. Camarasa, S. Dequin, BMC Genomics 2012, 13, 317.
191. S. G. Wu, Y. Wang, W. Jiang, T. Oyetunde, R. Yao, X. Zhang, K. Shimizu, Y. J. Tang, F. S. Bao, PLoS Comput. Biol. 2016, 12, e1004838.
192. Z. Costello, H. G. Martin, NPJ Syst. Biol. Appl. 2018, 4, 19.
193. S. Sarraf-Yazdi, J. Mi, B. J. Moeller, X. Niu, R. R. White, C. D. Kontos, B. A. Sullenger, M. W. Dewhirst, B. M. Clary, J. Surg. Res. 2008, 146, 16.
194. F. Pedregosa, G. Varoquaux, A. Gramfort, V. Michel, B. Thirion, O. Grisel, M. Blondel, P. Prettenhofer, R. Weiss, V. Dubourg, J. Vanderplas, A. Passos, D. Cournapeau, M. Brucher, M. Perrot, É. Duchesnay, J. Mach. Learn. Res. 2011, 12, 2825.