Quantification des flux métaboliques en condition dynamique : enjeux et stratégies expérimentales - INSA Toulouse - Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse Access content directly
Conference Papers Year : 2010

Quantification des flux métaboliques en condition dynamique : enjeux et stratégies expérimentales

Abstract

L’analyse des flux métaboliques (MFA) vise à déterminer l’activité des voies métaboliques par la mesure des vitesses réelles de l’ensemble des réactions biochimiques se déroulant au sein d’une cellule ou d’un organisme (fluxomique). Plus généralement, la MFA permet de caractériser le fonctionnement du métabolisme et d’appréhender la réponse globale du métabolisme à une perturbation génétique ou environnementale. Du fait de l’extrême complexité des réseaux métaboliques, des traceurs isotopiques (e.g. 13C, 15N) sont généralement utilisés pour révéler la distribution des flux au sein du métabolisme. En particulier, les approches de fluxomique par marquage isotopique au 13C sont actuellement bien maîtrisées pour l’analyse de systèmes biologiques à l’état (pseudo)stationnaire. Cette condition conduit à des simplifications expérimentales (analyse du marquage des produits terminaux du métabolisme) et mathématiques au niveau des modèles de calcul des flux (réductions des équations à des systèmes linéaires). Néanmoins, ces approches présentent de nombreuses limites: i) elles ne correspondent pas à la réalité biologique puisque les systèmes biologiques sont soumis à de perpétuels changements de leur environnement, ii) un état stationnaire est parfois long et difficile (voire impossible) à obtenir iii) ces approches ne permettent pas de résoudre la distribution des flux pour toutes les configurations topologiques des réseaux métaboliques, iv) etc. La mesure des flux en régime dynamique est ainsi devenue un enjeu majeur en fluxomique, que ce soit pour appréhender sur un plan dynamique les réponses adaptatives du métabolisme (biologie intégrative) ou pour étendre le champ d’application de l’analyse des flux. Dans cette présentation, les principaux enjeux et verrous méthodologiques de la fluxomique en condition dynamique seront présentés. En pratique, les développements visant à la détermination des flux métaboliques dans ces conditions se situent à différents niveaux : i) nécessité de mesurer les marquages sur les intermédiaires métaboliques vrais, souvent instables et de demi-vie courte (méthodes d’échantillonnage, arrêt du métabolisme, stratégies analytiques adaptées), ii) disponibilité de systèmes expérimentaux adaptés (notamment aux échelles de temps du métabolisme), iii) disponibilité de modèles mathématiques nécessaire aux calculs des flux (système d’équations différentielles de grande taille). Au cours de cette présentation, ces différents aspects seront abordés et discutés sur la base de résultats obtenus au laboratoire.
No file

Dates and versions

hal-02184033 , version 1 (15-07-2019)

Identifiers

  • HAL Id : hal-02184033 , version 1

Cite

Fabien Létisse. Quantification des flux métaboliques en condition dynamique : enjeux et stratégies expérimentales. 4ème Journées Scientifiques Réseau Français de Métabolomique et Fluxomique, Hôpital de la Timone, May 2010, Marseille, France. ⟨hal-02184033⟩
35 View
0 Download

Share

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More