La principale différence entre l'analyse des flux métaboliques et l'analyse de l'équilibre des flux est que l'analyse des flux métaboliques est une technique d'imagerie fluxomique pour analyser les taux de production et de consommation de métabolites dans un système biologique, tandis que l'analyse de l'équilibre des flux est une technique mathématique de fluxomique pour analyser le flux de métabolites à travers un réseau métabolique.
Fluxomics fait référence à diverses approches utilisées pour déterminer les taux de réactions métaboliques au sein d'un système biologique. L'importance de la fluxomique est que les flux métaboliques déterminent généralement les phénotypes cellulaires. Le flux métabolique est la conversion des métabolites dans un réseau métabolique. Il existe deux technologies importantes de fluxomique ou d'analyse de flux. Il s'agit de l'analyse des flux métaboliques et de l'analyse de l'équilibre des flux.
Qu'est-ce que l'analyse du flux métabolique ?
L'analyse des flux métaboliques (AMF) est une technique d'imagerie fluxomique qui analyse les taux de production et de consommation de métabolites dans un système biologique. Cette technique permet la quantification des métabolites au niveau intracellulaire. Par conséquent, cette technique élucide le métabolisme central de la cellule. Dans l'analyse des flux métaboliques, la méthode basée sur la fluxomique 13C est couramment utilisée pour l'analyse des flux. Dans la fluxomique 13C, les précurseurs métaboliques sont enrichis en 13C avant introduction dans le système biologique. Plus tard, en utilisant des techniques d'imagerie telles que la spectrométrie de masse et la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, le niveau d'incorporation de 13C dans les métabolites est mesuré.
Figure 01: Analyse du flux métabolique
De plus, les flux métaboliques peuvent être mesurés par stoechiométrie. Dans l'analyse des flux métaboliques, les modèles stoechiométriques et les méthodes de spectrométrie de masse déterminent le transfert de fractions contenant des traceurs isotopiques d'un métabolite à un autre dans un réseau métabolique. Ainsi, cette technique peut dériver des informations sur l'ensemble du réseau métabolique et du phénotype cellulaire. De plus, l'analyse des flux métaboliques a de nombreuses applications. Cette technique peut déterminer les limites de la capacité d'un système biologique à produire un agent biochimique tel que l'éthanol. En plus de cela, cette technique peut prédire la réponse aux ajouts de gènes ou aux knock-outs.
Qu'est-ce que l'analyse de l'équilibre des flux ?
Flux balance analysis (FBA) est une technique mathématique de fluxomique qui analyse le flux de métabolites à travers un réseau métabolique. Cela se fait via un processus en deux étapes. Dans la première étape, les réactions métaboliques sont représentées mathématiquement sous la forme d'une matrice numérique contenant les coefficients stoechiométriques de chaque réaction. Ces coefficients stoechiométriques imposent des contraintes au modèle du système. En fournissant des contraintes comme celle-ci, les ensembles possibles de solutions au système sont réduits. Dans la deuxième étape, suite aux ajouts de contraintes, le modèle du système est optimisé. L'analyse de l'équilibre des flux calcule le flux de métabolites dans un réseau métabolique en utilisant le mécanisme ci-dessus. Par conséquent, il est possible de prédire le taux de croissance d'un organisme ou le taux de production d'un métabolite important sur le plan biotechnologique grâce à FBA.
Figure 02: Analyse de l'équilibre des flux
Les ressources pour l'analyse de l'équilibre des flux comprennent la base de données BIGG, la boîte à outils COBRA et FASIMU (métabolomique du logiciel de simulation FBA). L'analyse de l'équilibre des flux a diverses utilisations dans les études physiologiques, les efforts de comblement des lacunes et la biologie synthétique à l'échelle du génome. En outre, FBA peut également être utilisé pour prédire le rendement de cofacteurs importants tels que l'ATP, le NADH ou le NADPH.
Similitudes entre l'analyse du flux métabolique et l'analyse de l'équilibre du flux
- L'analyse des flux métaboliques et l'analyse de l'équilibre des flux sont des technologies d'analyse des flux.
- Les deux techniques relèvent du domaine de la biologie systémique
- Ces techniques peuvent déterminer le flux métabolique dans un système biologique.
- Ces techniques ont de nombreuses applications.
- Les deux techniques peuvent déterminer le phénotype cellulaire.
Différence entre l'analyse du flux métabolique et l'analyse de l'équilibre du flux
L'analyse des flux métaboliques est une technique d'imagerie fluxomique utilisée pour analyser les taux de production et de consommation de métabolites dans un système biologique, tandis que l'analyse de l'équilibre des flux est une technique mathématique de fluxomique qui analyse le flux de métabolites à travers un réseau métabolique. C'est donc la principale différence entre l'analyse des flux métaboliques et l'analyse de l'équilibre des flux. De plus, l'analyse des flux métaboliques utilise la spectrométrie de masse ou la résonance magnétique nucléaire pour déterminer les flux métaboliques, tandis que l'analyse de l'équilibre des flux utilise une matrice mathématique (numérique) pour déterminer les flux métaboliques.
L'infographie suivante répertorie les différences entre l'analyse des flux métaboliques et l'analyse de l'équilibre des flux sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Analyse de flux métabolique vs analyse d'équilibre de flux
Les technologies d'analyse de flux (fluxomique) sont utilisées pour déterminer les taux de réactions métaboliques au sein d'un système biologique. Il existe deux principales technologies d'analyse de flux. Il s'agit de l'analyse des flux métaboliques et de l'analyse de l'équilibre des flux. L'analyse des flux métaboliques est une technique d'imagerie fluxomique pour analyser les taux de production et de consommation de métabolites dans un système biologique, tandis que l'analyse de l'équilibre des flux est une technique mathématique de fluxomique pour analyser le flux de métabolites à travers un réseau métabolique. Ainsi, cela résume la différence entre l'analyse des flux métaboliques et l'analyse de l'équilibre des flux.
