Cours 6 Flashcards
C’est quoi la metabolomique
l’identification et quantification de métabolites intra- ou extracellulaires d’un masse de <1000 Dalton
Est-ce qu’il y a davantage de métabolites ou de réactions dans le corps?
De réactions —> 1 métabolite impliqué dans plusieurs réactions
L’endométabolome c’est quoi?
métabolome à l’intérieur d’une cellules.
L’exométabolome c’est quoi?
le métabolome dans un milieu de culture, ou des liquides extracellulaires
Fingerprinting:
Une image globale de l’endométabolome, qui ne permet souvent pas d’identifier tous les métabolites. Utile pour des comparaisons (+/- drogue, +/- gène, mutants, etc…).
Footprinting:
Une image globale de l’exométabolome, qui ne permet souvent pas d’identifier tous les métabolites. Mesure la disparition de nutriments d’un milieu, voire l’accumulation d’exométabolites.
Profiling:
Analyse (souvent sémi-quantitative) d’un groupe de métabolites chimiquement similaires (carbohydrates, acides aminés, etc). Utile pour des modèles métaboliques.
Analyse ciblée:
Analyse de métabolites définis participant dans une voie donnée (par exemple les hormones stéroïdiennes).
5 étapes de la récolte des échantillons
Métabolite primaire:
impliqué dans de nombreux réactions – débit élevée
Métabolite secondaire:
métabolite qui ne sert plus à des réactions (et qui d’habitude est excrété) – débit faible
Ex. Acide urique
l’étape limitante pour la résolution de l’analyse.
Pourquoi?
La préparation de l’échantillon
—> Ceci est dû au débit (« turnover ») rapide surtout des métabolites primaires (en général leur demi-vie est bien plus court qu’une seconde);
Que faut il faire au moment de l récolte pour assurer un bon rendement?
inactiver tous les enzymes au même moment – dans l’espace de moins d’une seconde. De plus il faut tenir compte des réactions chimiques possibles (e.g. oxydation).
—> Méthodes de choix: nitrogène liquide, acides, solvants.
3 grandes classes de nature physico-chimique des métabolites
i) hydrophiles, ii) hydrophobes, et iii) gazeux.
la nature physico-chimique diverse des métabolite permet quoi?
L’extraction par nature
(i) hydrophiles, ii) hydrophobes, et iii) gazeux.)
2 types d’analyses des métabolites
1) RMN
2) spectrométrie de masse couplée
Avantage de la RMN
l’échantillon (extraits de plante, sang, etc) n’a pas vraiment besoin de traitement.
désavantage de la RMN
sensibilité modérée de la NMR: seuls les metabolites les plus abondants sont détectés.
marquage métabolique par isotopes peut permettre de faire quoi?
Suivre le devenir d’un nutriment (ou d’une drogue, etc…)
Isotope:
différentes formes d’un élément; # neutrons différent
Isotopes radioactifs:
inconvénients: instables, émettent des rayonnements alpha, bêta, gamma
avantages: sensibilité d’analyse et « low noise »
Isotopes stables:
naturels, n’émettent pas de rayonnements
avantages: sécuritaire, plus d ’information métabolique
inconvénients: abondance naturelle, sensibilité d’analyse, coût
Isotopes stables ou radioactifs ont plus de neutrons?
Radioactifs
Chromatographie/spéctroscopie de masse (MS) pour l’analyse de quoi?
analyse de métabolites moins abondants, on les enrichira d’abord dans les échantillons, surtout par chromatographie, avant l’analyse par spectrométrie de masse (Liquid chromatography-mass spectrometry ou LC-MS).
Que fait la chromatographie ?
permet la séparation des métabolites selon leurs propriétés physico-chimiques, et qui seront ensuite identifiés par leur taille (MS).
La chromatographie enrichit mais introduit aussi quoi?
un bias:
on aura donc ciblé une sous-population de metabolites avec des propritétés physic-chimiques similaires, pour une analyse plus ciblée.
2 façons d’analyse des données de MS
Analyse par «composante principale » («Principal Component Analysis = PCA»)
• Analyse hiérachique des « clusters »
Comment se fait l’interprétation de données
Utilisation de logiciels sur le Web
Elles ont des:
Voies métaboliques
Fonctions cellulaires et biologiques Régulations géniques
Intégrations
Un des grands désavantages de la metabolomique
Nouveau développement?
L’homogénisation de l’échantillon
—> des nouveaux développements permettent de combiner la spéctrométrie de masse avec l’histologie classique (MALDI-IMS pour Matrix-assisted laser desorption ionization imaging mass spectrometry).
A quoi sert la metabolomique?
diagnostic/dépistage
1) apporter des méthodes de diagnostic et dépistage de maladies métaboliques dues à un déficit héréditaire d’une enzyme (non-identifiée)
—> pour maladies génétiques polygéniques
2) permet de suivre l’évolution de maladies complexes, et/ou environnementales
3) suivre l’effet des nutriments et medicaments utilisées avec visée thérapeutique/préventive
Exemple d’utilisation de métabolites pour diagnostique/recherche:
Profil sanguin/urinaire
Exemples de dépistage
Doping, usage de drogues, médicaments
Une metabolomique naturelle
Odorat
A partir de quoi est-ce que les chiens peuvent détecter le cancer
à partir d’échantillons de sang, urine, selles, et haleine.
Que detecte l’odorat?
des composés organiques volatils, ou COV (VOC en anglais)
Alternative aux chiens pour L’odorat comme « métabolomique » naturel
Des nez électroniques (eNOSE)
—> association GS-MS
(Gas chromatography- spectroscopie de masse)
Le but de la biologie des systèmes?
représenter la fonction cellulaire par des modèles mathématiques.
la base pour la reconstruction de réseaux métaboliques entiers.
Le voies métaboliques, ainsi que les enzymes/gènes qui en sont responsables, sont très bien caractérisés (souvent conservation à travers de espèces).
Le réseau métabolique reconstruit servira à?
• la prédiction de fonctions cellulaires
• la prédiction de changements du système suite à des interventions
• identification de points de contrôle
—> Le réseau reconstruit peut illustrer la position d’un métabolite particulier dans le réseau, mais aussi les flux à travers différents parties du réseau.
A quoi ressemble le graphique des réseaux métaboliques?
• organisation en grappes liés par des nodules
• nodules= metabolites très bien connectés (identité conservée dans différentes espèces)
• caractère petit monde
Organisation en grappes rend le réseau quoi?
Résistant contre des perturbations
Est-ce que le metabolome est fixe?
Non
Il change selon les conditions
(Aérobie, anaerobie, etc)
—> certains réseaux de metabolites sont toujours “allumés”
—> d’autres sont allumés en réponse à des conditions environnementales
Transcriptome definition
Le transcriptome fait référence à l’ensemble des ARN (acides ribonucléiques) produits par un organisme, un tissu ou une cellule à un moment donné.
Interactome definition
L’interactome se réfère à l’ensemble des interactions physiques entre les protéines, les ARN et d’autres biomolécules au sein d’une cellule ou d’un organisme.
Il comprend les réseaux complexes d’interactions moléculaires
Fluxome definition (=fluxomics)
Intégration de la dynamique :
la totalité des flux, et aussi le débit métabolique.
—> fluxomics tentent alors de mettre des chiffres sur le débit métabolique. Ce paramètre n’est PAS capté par la métabolomique « classique ».
Qu’est-ce qui concerne le fluxome
le métabolisme primaire, et non pas les métabolites secondaires (statiques)
Métabolisme primaire est catabolique ou anabolique?
Les 2
des parties importantes du réseau métabolique peuvent servir aux deux fins
—> appelés « amphiboliques ».
Qu’est-ce que ça veut dire que les metabolites primaires sont dynamiques?
Métabolites primaires sont formés et utilisés, en même temps (par au moins deux enzymes, 2 réactions)
C’est quoi le débit?
À l’équilibre (= « steady state »), formation et usage se font à la même vitesse – qui est le débit (= flow rate)
Différence metabolomique classique et fluxome
La métabolomique « classique » identifie la taille du pool, mais reste muet sur le débit, l’élément dynamique.
Les fluxomics tentent alors de quantifier les contributions respectives de différentes réactions, ainsi que le débit.
