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Accueil > Composante Métabolome

Théorie

par Metabolisme - publié le

Le but de cette technique est d’analyser simultanément plusieurs centaines de métabolites à partir d’un extrait total de tissus vivants : cet ensemble définit le "métabolome".

Cette approche globale se situe dans la continuité de celles examinant le fonctionnement du génome au niveau des RNA (transcriptome) et des protéines (protéome). Le métabolome a l’avantage de donner une image de l’état physiologique d’un tissu à un instant donné, donc de ses capacités fonctionnelles.

Par ailleurs, les profils métabolomiques sont des signatures de la façon dont les différentes voies de synthèse et de dégradation interfèrent ou sont régulées. Ils permettent d’orienter les recherches pour comprendre les interactions entre le génome des plantes et leur environnement.

Les végétalistes jouent un rôle pionnier dans le développement de la métabolomique mais les études de ce type débutent à peine en France et en Ile de France, en particulier.

Définitions générales

  • L’analyse ciblée (Target analysis) est centrée sur un petit nombre de métabolites. Elle a le plus souvent pour objet de mesurer le substrat ou le produit d’une réaction enzymatique dont on veut évaluer l’activité in vivo ou in vitro ou encore de mesurer le niveau d’une phytohormone.
  • Le profilage métabolique (Metabolite profiling) consiste en l’analyse de tous les métabolites d’une voie ou ceux d’une classe donnée. C’est historiquement ce qui a été fait pour étudier les lipides, glucides, acides aminés, acides organiques, polyphénols, phénylpropanoïdes, thiols, saponines…. Des méthodes d’extraction spécifiques sont en général requises. Les méthodes de séparation des métabolites utilisées sont essentiellement basées sur la chromatographie liquide (LC), gazeuse (GC) ou bien encore sur plaque (TLC). A l’aide de cette méthode, il est possible de suivre l’évolution des métabolites dans une voie ou des voies interconnectées. L’utilisation de marquage par des isotopes radioactifs ou stables peut permettre d’accéder aux flux.
  • L’approche métabolomique (metabolomic approaches), à la différence des autres, a pour ambition l’identification et la quantification non biaisée de tous les métabolites présents dans un échantillon biologique prélevé dans des conditions données. Ces composants peuvent être vus comme les produits terminaux de l’expression du génome et donc représenter le phénotype biochimique d’une cellule ou d’un tissu. Cette approche a l’avantage de donner une vue d’ensemble de l’état des métabolismes primaire et secondaire d’un organisme, de permettre l’établissement de corrélations entre différentes voies, de repérer des réseaux de régulation et voir comment ils sont affectés par des mutations ponctuelles ou sous l’action d’agents externes, biotiques ou abiotiques.
  • L’empreinte métabolique (metabolic fingerprinting) permet une approche simplifiée par rapport à une analyse métabolique complète puisqu’elle se limite à la comparaison de profils d’élutions (GC ou LC), de spectres IR ou profil RMN. Elle peut être considérée comme préliminaire. Elle permet de comparer et classer très rapidement et à haut débit des extraits et de voir si une analyse plus poussée est nécessaire sur des métabolites ciblés. En utilisant la spectroscopie infrarouge, il est même possible d’éviter l’étape d’extraction en travaillant sur des poudres ou des organes entiers (grains). La RMN du solide ou sur des organes vivants offre aussi cette possibilité mais avec un débit bien moindre.