Définitions

La métabolomique et la fluxomique, c'est quoi ?


Un métabolome 

Un métabolome représente l'ensemble des métabolites contenus dans un biofluide, un tissu ou une cellule d'un organisme vivant. C'est le résultat final de l'expression du génome dans un environnement particulier (lien génotype x phénotype). Le métabolome comprend une large gamme de molécules (par exemple : des métabolites primaires tels que les sucres, les acides organiques, les acides aminés, les sucres phosphorylés, des métabolites secondaires comme les terpènes, les flavonoïdes, les alcaloïdes, ou les drogues, toxines, xénobiotiques) avec des propriétés physico-chimiques variées, des concentrations et des demi-vies très différentes. Ces métabolites (chimiquement définis comme de petites molécules de masse moléculaire<1500 Da) sont les produits finaux des processus cellulaires, en aval de l'expression des gènes et des activités protéiques. Ils présentent un éventail très large de formules chimiques. Ainsi, la base de données « The Human Metabolome » (HMDB, version 3.5) contient 41 519 entrées correspondant à des métabolites différents et incluant aussi bien des métabolites hydro-solubles, ou lipo-solubles avec des métabolites qui pourraient être considérés comme abondants (> 1 uM) ou relativement rares (< 1 nM). Dans le règne végétal, il a été estimé qu'au moins 200 000 métabolites différents existent, et qu'entre 7 000 et 15 000 se retrouveraient dans une espèce individuelle, (D'Auria and Gershenzon, 2005; Fernie, 2007).

La Métabolomique

La Métabolomique définit la science qui a pour objectif de donner l'éclairage le plus large sur ces empreintes chimiques en identifiant et en quantifiant ces molécules, c'est-à-dire en établissant un profil des métabolites d'un échantillon étudié. Le profil métabolique d'une cellule résulte d'une part du patrimoine génétique de la cellule et d'autre part de l'influence de facteurs environnementaux. En identifiant et en quantifiant les métabolites, la métabolomique donne une photographie complète de l'état de l'extrait ou de la cellule étudiée.

 

La fluxomique 

La fluxomique est la mesure des vitesses réelles des réactions métaboliques dans le système biologique intègre. C'est une mesure de la dynamique du métabolisme et représente le résultat final de toutes les interactions métaboliques et régulatrices qui déterminent le comportement du métabolisme à l'échelle d'une cellule, d'un tissu ou d'un organisme. On parle de phénotype métabolique ultime. La méthode la plus aboutie de mesure des flux métaboliques est basée sur la combinaison d'expériences de marquage isotopique et d'outils mathématiques permettant de calculer les vitesses des réactions à partir du marquage isotopique des métabolites.

 

[1] D'Auria JC, Gershenzon J. (2005) The secondary metabolism of Arabidopsis thaliana: growing like a weed. Curr Opin Plant Biol. 2005 Jun;8(3):308-16.
[2] Fernie AR (2007) The future of metabolic phytochemistry: larger numbers of metabolites, higher resolution, greater understanding. Phytochemistry. 2007 Nov-Dec;68(22-24):2861-80.