Inferência de fluxo metabólico com Carbono-13

Transforme mapas de carbono revisados, misturas explícitas de traçadores e medições de marcação corrigidas em estimativas de fluxo viáveis e evidências sobre quais fluxos o experimento restringe. Use o solver agrupado em vez de reconstruir balanços de isótopos ou ajustar cada reação independentemente. Ele executa o simulador direto EMU do mfapy e ajusta os fluxos no espaço viável com balanço de massa usando SciPy. Ele não usa um objetivo FBA.

Escopo e evidências necessárias

Esta implementação suporta estado metabólico e isotópico em estado estacionário, um único estado de fluxo compartilhado entre um ou mais experimentos com traçadores, fluxos de reação unidirecionais não negativos e distribuições de massa de subconjuntos de carbono. Reações reversíveis são duas direções mapeadas separadamente. O erro de medição é Gaussiano com uma covariância fornecida ou uma aproximação diagonal divulgada.

Antes do ajuste, obtenha:

• A rede de carbono e a origem de cada atribuição de átomo. A estequiometria sozinha não especifica para onde os átomos marcados vão. Registre compartimentos como IDs de metabólitos separados.
• Evidências para ambas as suposições de estado estacionário. Abundância de metabólito estável não estabelece estado isotópico estacionário. Marcação em série temporal requer INST-MFA com tamanhos de pool e marcação inicial; não o medie neste solver.
• A distribuição isotopomérica posicional de cada entrada de carbono, incluindo suplementos não marcados, bicarbonato/CO2 quando assimilados e impureza do traçador.
• Atribuições de fragmentos de carbono, histórico de correção de abundância natural e incerteza do média reportada. Intensidades de pico brutas, espectros derivados e transições MS/MS requerem pré-processamento validado antes que essas entradas possam ser construídas.
• Unidades de fluxo, medições de taxa extracelular ou uma referência de fluxo relativo declarada, e limites biologicamente justificados. Frações de marcação sozinhas não podem definir uma taxa absoluta.

Se a informação necessária estiver faltando, nomeie-a e prepare o modelo de entrada; não invente uma atribuição de fragmento, mapa de átomos, correção de isótopos ou erro de medição. Leia references/input-contract.md ao preparar as entradas. Leia references/inference.md antes de interpretar um ajuste real.

Instale o motor testado

Execute no diretório de análise do usuário. Defina SKILL_DIR para o diretório instalado desta habilidade, usando o caminho resolvido real. Mantenha ambientes e resultados gerados fora da habilidade.

uv venv --python 3.12 .venv-mfa
uv pip install --python .venv-mfa/bin/python -r "$SKILL_DIR/assets/requirements.txt"

Os seguintes comandos usam .venv-mfa/bin/python; no Windows, use o ambiente Scripts/python.exe. O mfapy é instalado a partir de uma revisão Git imutável porque não é distribuído no PyPI. A instalação executa o código de compilação de dependências; as entradas do modelo são dados, não Python fornecido pelo usuário. O adaptador restringe identificadores e sintaxe de mapa de átomos antes que eles cheguem às funções numéricas geradas internamente do mfapy.

O commit fixado corresponde ao upstream master em 30/09/2026. Seu README rotula a última alteração "064", mas sua distribuição instalada ainda relata 0.6.3; mantenha o commit Git ao lado da versão do pacote em um registro de análise. Os pinos atualizados de NumPy/SciPy requerem Python 3.12 ou posterior; os comandos acima usam o ambiente testado 3.12. Veja o contrato do modelo direto revisado em references/inference.md.

Fluxo de trabalho

1. Prepare as entradas explícitas. Copie um ativo de modelo relevante para o diretório de análise, então substitua seu conteúdo científico apenas por evidências revisadas. Os modelos agrupados são demonstrações, não reconstruções validadas específicas de organismos. Use um conjunto de dados separado para cada condição biológica; ajuste conjuntamente réplicas de traçadores apenas quando seu estado de fluxo biológico for defensivamente compartilhado.

2. Verifique o contrato e a viabilidade.

   .venv-mfa/bin/python "$SKILL_DIR/scripts/mfa.py" check \
     --model model.json --data measurements.json --output input-check.json
   

   Isso verifica contagens de átomos e conservação, fragmentos, somas de traçadores, matrizes de incerteza,

limites e viabilidade de balanço de massa em estado estacionário. Não pode verificar se um mapa de átomos quimicamente consistente é biologicamente correto ou se uma amostra atingiu o estado estacionário. 3. Execute o modelo direto. Forneça um vetor de fluxo com balanço de massa nas unidades declaradas. Compare a marcação prevista com uma referência ou limites derivados independentemente.

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