ההבדל העיקרי בין ניתוח שטף מטבולי לניתוח איזון שטף הוא שניתוח שטף מטבולי הוא טכניקת שטף הדמיה לניתוח שיעורי ייצור וצריכה של מטבוליטים במערכת ביולוגית, בעוד שניתוח איזון שטף הוא טכניקת שטף מתמטית לניתוח. זרימת המטבוליטים דרך רשת מטבולית.
Fluxomics מתייחס לגישות שונות המשמשות לקביעת שיעורי התגובות המטבוליות בתוך מערכת ביולוגית. המשמעות של Fluxomics היא ששטפים מטבוליים בדרך כלל קובעים פנוטיפים תאיים. שטף מטבולי הוא המרת מטבוליטים ברשת מטבולית.ישנן שתי טכנולוגיות Fluxomics או ניתוח שטף חשובות. הם ניתוח שטף מטבולי וניתוח איזון שטף.
מהו ניתוח שטף מטבולי?
ניתוח שטף מטבולי (MFA) הוא טכניקת שטף הדמיה המנתחת את שיעורי הייצור והצריכה של מטבוליטים במערכת ביולוגית. טכניקה זו מאפשרת לכמת מטבוליטים ברמה תוך תאית. לכן, טכניקה זו מבהירה את חילוף החומרים המרכזי של התא. בניתוח שטף מטבולי, השיטה המבוססת על שטף מטבולי 13C משמשת בדרך כלל לניתוח שטף. ב-13C fluxomics, המבשרים המטבוליים מועשרים ב-13C לפני החדרה למערכת הביולוגית. מאוחר יותר, באמצעות טכניקות הדמיה כגון ספקטרומטריית מסה וספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית, נמדדת רמת השילוב של 13C במטבוליטים.
איור 01: ניתוח שטף מטבולי
בנוסף, ניתן למדוד שטפים מטבוליים בסטוכיומטריה. בניתוח שטף מטבולי, מודלים סטוכיומטריים ושיטות ספקטרומטריית מסה קובעים את העברה של חלקים המכילים נותבים איזוטופים ממטבוליט אחד למשנהו ברשת מטבולית. לפיכך, טכניקה זו יכולה להפיק מידע על כל הרשת המטבולית והפנוטיפ הסלולרי. יתר על כן, לניתוח השטף המטבולי יש יישומים רבים. טכניקה זו יכולה לקבוע את המגבלות על היכולת של מערכת ביולוגית לייצר חומר ביוכימי כגון אתנול. בנוסף לכך, טכניקה זו יכולה לחזות תגובה לתוספות גנים או נוקאאוטים.
מהו ניתוח יתרת שטף?
ניתוח איזון שטף (FBA) היא טכניקת שטף מתמטית המנתחת את זרימת המטבוליטים דרך רשת מטבולית.זה נעשה באמצעות תהליך של שני שלבים. בשלב הראשון, תגובות מטבוליות מיוצגות באופן מתמטי בצורה של מטריצה מספרית המכילה מקדמים סטוכיומטריים של כל תגובה. מקדמים סטוכיומטריים אלו מטילים אילוצים על מודל המערכת. על ידי מתן אילוצים כמו זה, מצטמצמים מערכי הפתרונות האפשריים למערכת. בשלב השני, בעקבות תוספות של אילוצים, מודל המערכת עובר אופטימיזציה. ניתוח איזון השטף מחשב את זרימת המטבוליטים ברשת מטבולית באמצעות המנגנון הנ ל. לפיכך, ניתן לחזות את קצב הגדילה של אורגניזם או את קצב הייצור של מטבוליט בעל חשיבות ביוטכנולוגית באמצעות FBA.
איור 02: ניתוח יתרת השטף
המשאבים לניתוח איזון השטף כוללים את מסד הנתונים של BIGG, ארגז הכלים של COBRA ו-FASIMU (מטבולומיקה של תוכנת סימולציה של FBA). לניתוח איזון השטף יש שימושים מגוונים במחקרים פיזיולוגיים, מאמצי מילוי פערים וביולוגיה סינתטית בקנה מידה גנום. יתר על כן, ניתן להשתמש ב-FBA גם כדי לחזות את התשואה של גורמים משותפים חשובים כגון ATP, NADH או NADPH.
דמיון בין ניתוח שטף מטבולי וניתוח מאזן שטף
- ניתוח שטף מטבולי וניתוח מאזן שטף הם טכנולוגיות ניתוח שטף.
- שתי הטכניקות נופלות בתחום ביולוגיית המערכת
- טכניקות אלו יכולות לקבוע את השטף המטבולי במערכת ביולוגית.
- לטכניקות האלה יש יישומים רחבים.
- שתי הטכניקות יכולות לקבוע פנוטיפ של התא.
הבדל בין ניתוח שטף מטבולי לניתוח מאזן שטף
ניתוח שטף מטבולי הוא טכניקת שטף הדמיה המשמשת לניתוח שיעורי ייצור וצריכה של מטבוליטים במערכת ביולוגית, בעוד שניתוח איזון שטף הוא טכניקת שטף מתמטית המנתחת את זרימת מטבוליטים דרך רשת מטבולית.אז זה ההבדל העיקרי בין ניתוח שטף מטבולי לניתוח איזון שטף. יתר על כן, ניתוח שטף מטבולי משתמש בספקטרומטריית מסה או תהודה מגנטית גרעינית כדי לקבוע שטפים מטבוליים, בעוד שניתוח איזון השטף משתמש במטריצה מתמטית (מספרית) כדי לקבוע שטפים מטבוליים.
האינפוגרפיקה הבאה מפרטת את ההבדלים בין ניתוח שטף מטבולי וניתוח איזון שטף בצורת טבלה להשוואה זו לצד זו.
סיכום – ניתוח שטף מטבולי לעומת ניתוח מאזן שטף
טכנולוגיות ניתוח שטף (פלוקסומיקה) משמשות לקביעת שיעורי התגובות המטבוליות בתוך מערכת ביולוגית. ישנן שתי טכנולוגיות ניתוח שטף עיקריות. הם ניתוח שטף מטבולי וניתוח איזון שטף. ניתוח שטף מטבולי הוא טכניקת שטף הדמיה לניתוח קצבי ייצור וצריכה של מטבוליטים במערכת ביולוגית, בעוד שניתוח איזון שטף הוא טכניקת שטף מתמטית לניתוח זרימת מטבוליטים דרך רשת מטבולית.לפיכך, זה מסכם את ההבדל בין ניתוח שטף מטבולי לניתוח מאזן שטף.
