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基因组尺度代谢模型（GEMs）是用于预测细胞表型并指导微生物菌株工程的强大工具，然而，由于其使用需要计算专业知识，其广泛采用仍面临挑战。为此，我们提出了 ChatGEM，这是一个智能体驱动的平台，可通过自然语言实现交互式 GEM 模拟。ChatGEM 构建于多智能体 ADEPT 框架之上，在检索增强生成（RAG）架构中集成了 COBRApy，并通过专用智能体协调代码生成与执行。在三项复杂性逐步增加的任务上的基准测试表明，启用 RAG 的代码生成将平均总体性能评分从 2.63 提高到 4.20，同时从常规任务到复杂任务显著缩短了执行时间。利用酶约束 GEM（ecGEM）对四株工程化恶臭假单胞菌 KT2440（Pseudomonas putida KT2440）菌株进行 ChatGEM 应用时，通过琥珀酸泄漏指数识别出组成型菌株是用于琥珀酸过量生产的最优底盘——这一预测已在实验中得到验证。因此，ChatGEM 通过使不具备计算专业知识的研究人员也能够借助自然语言开展复杂的基于 GEM 的分析，推动了代谢建模的普及，并由此加速科学发现。
ChatGEM：一种支持基因组尺度代谢模型交互式模拟的智能体架构 | bioRxiv
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ChatGEM：一种支持基因组尺度代谢模型交互式模拟的智能体架构
Niaz Chowdhury， August George， Sumit Purohit， Angela Contolesi， Erin L Bredeweg， Jeffrey Czajka， Kelly G Stratton， Yuqian Gao， Molly Stephenson， Joshua R Elmore， Allan Scott， Damon T. Leach， Abby Jerger， Teresa Lemmon， Paul Piehowski， Kylee Tate， James M Fulcher， Alex Beliaev， Kristin Burnum-Johnson， Paul Rigor， Jaydeep Bardhan
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739662
Niaz Chowdhury 1 太平洋西北国家实验室； 在 Google Scholar 上查找此作者 在 PubMed 上查找此作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 提供。
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发布于 2026 年 7 月 21 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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Niaz Chowdhury， August George， Sumit Purohit， Angela Contolesi， Erin L Bredeweg， Jeffrey Czajka， Kelly G Stratton， Yuqian Gao， Molly Stephenson， Joshua R Elmore， Allan Scott， Damon T. Leach， Abby Jerger， Teresa Lemmon， Paul Piehowski， Kylee Tate， James M Fulcher， Alex Beliaev， Kristin Burnum-Johnson， Paul Rigor， Jaydeep Bardhan
bioRxiv 2026.07.20.739662； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739662
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ChatGEM：一种支持基因组尺度代谢模型交互式模拟的智能体架构
Niaz Chowdhury， August George， Sumit Purohit， Angela Contolesi， Erin L Bredeweg， Jeffrey Czajka， Kelly G Stratton， Yuqian Gao， Molly Stephenson， Joshua R Elmore， Allan Scott， Damon T. Leach， Abby Jerger， Teresa Lemmon， Paul Piehowski， Kylee Tate， James M Fulcher， Alex Beliaev， Kristin Burnum-Johnson， Paul Rigor， Jaydeep Bardhan
bioRxiv 2026.07.20.739662； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739662
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.20.739662v1?rss=1
🏷️ 基因组尺度代谢模型 代谢建模 多智能体系统 检索增强生成 COBRApy 恶臭假单胞菌