học sử dụng phƣơng pháp FBA/MOMA
Hầu hết các phần mềm giải bài toán quy hoạch tuyến tính/bậc hai đều đƣợc thiết kế với dữ liệu đầu vào dạng file MPS đã có cách đây hàng thập kỷ hay các dạng khác không phù hợp với các thao tác sinh học nhƣ xoá bỏ gen, chiếu, v..v; các dạng phù hợp thì lại là dạng thƣơng mại hay không phải mã nguồn mở. Do đó để đáp ứng dữ liệu đầu vào cho bài toán của tôi nhƣ đã trình bày ở phần trên, thật là một thách thức nếu không có phần mềm cho phép các thao tác toán học để tính toán các lời giải liên quan tới một câu hỏi sinh học cụ thể. Với tình hình nhƣ vậy cùng với việc ứng dụng rộng rãi của phƣơng pháp FBA/MOMA vào nghiên cứu các bài toán trong sinh học, chúng tôi đã phát triển hệ thống phần mềm FLUXOR. Đây là một hệ thống phần mềm mã nguồn mở viết bằng ngôn ngữ hƣớng đối tƣợng C++ sử dụng quy hoạch tuyến tính (Linear Programming - LP) và quy hoạch bậc hai (Quadratic Programming - QP) với phƣơng pháp Interior Point của Karmarkar, kiến trúc của hệ thống FLUXOR đƣợc minh hoạ nhƣ hình 5. Nguyên tắc thiết kế của FLUXOR là giải phóng ngƣời dùng khỏi các chi tiết kỹ thuật của toán học và cài đặt phần mềm mà tập trung vào các vấn đề sinh học (ví dụ nhƣ ảnh hƣởng của việc loại bỏ tất cả các gen vận chuyển tới tốc độ phát triển của men với điều kiện có oxy?). Với mỗi câu hỏi sinh học, tất cả công việc mà ngƣời sử dụng cần làm chỉ là cài đặt hàm mục tiêu nhƣ trong hình 5, những phần tính toán còn lại sẽ do FLUXOR tự động đảm nhiệm.
Hình 6.1 Hệ thống phần mềm FLUXOR sử dụng phƣơng pháp FBA/MOMA.
Module QP solver đƣợc phát triển bởi Gertz và Wright. Hàm mục tiêu “Goal” là giao tiếp cho ngƣời dùng cài đặt các mục tiêu tính toán.
Hiện tại FLUXOR có thể lấy dữ liệu đầu vào dạng MPS, SBML hay ma trận. Ở lõi của FLUXOR là bộ phần mềm QP do Gertz và Wright phát triển, đây là bộ phần mềm có thể giải rất hiệu quả các bài toán dạng quy hoạch tuyến tính và quy hoạch bậc hai. Cuối cùng chúng tôi cho rằng trong tƣơng lai FLUXOR sẽ là một phần của hệ thống các phần mềm trợ giúp cho quá trình nghiên cứu sinh học.