მეტაბოლური ნაკადის ანალიზსა და ნაკადის ბალანსის ანალიზს შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი არის ვიზუალიზაციის ფლუქსომიკის ტექნიკა ბიოლოგიურ სისტემაში მეტაბოლიტების წარმოებისა და მოხმარების სიჩქარის გასაანალიზებლად, ხოლო ნაკადის ბალანსის ანალიზი არის მათემატიკური ფლუქსომიკის ტექნიკა ანალიზისთვის. მეტაბოლიტების გადინება მეტაბოლურ ქსელში.
Fluxomics ეხება სხვადასხვა მიდგომებს, რომლებიც გამოიყენება ბიოლოგიურ სისტემაში მეტაბოლური რეაქციების სიჩქარის დასადგენად. ფლუქსომიქსის მნიშვნელობა არის ის, რომ მეტაბოლური ნაკადები ჩვეულებრივ განსაზღვრავენ უჯრედულ ფენოტიპებს. მეტაბოლური ნაკადი არის მეტაბოლიტის გარდაქმნა მეტაბოლურ ქსელში.არსებობს ორი მნიშვნელოვანი ფლუქსომიკის ან ნაკადის ანალიზის ტექნოლოგია. ეს არის მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი და ნაკადის ბალანსის ანალიზი.
რა არის მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი?
მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი (MFA) არის ვიზუალიზაციის ფლუქსომიკის ტექნიკა, რომელიც აანალიზებს მეტაბოლიტების წარმოებისა და მოხმარების სიჩქარეს ბიოლოგიურ სისტემაში. ეს ტექნიკა იძლევა მეტაბოლიტების რაოდენობრივ განსაზღვრას უჯრედშიდა დონეზე. აქედან გამომდინარე, ეს ტექნიკა ხსნის უჯრედის ცენტრალურ მეტაბოლიზმს. მეტაბოლური ნაკადის ანალიზში, ნაკადის ანალიზისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება 13C ფლუქსომიკაზე დაფუძნებული მეთოდი. 13C ფლუქსომიკაში, მეტაბოლური წინამორბედები გამდიდრებულია 13C ბიოლოგიურ სისტემაში შეყვანამდე. მოგვიანებით, გამოსახულების ტექნიკის გამოყენებით, როგორიცაა მასის სპექტრომეტრია და ბირთვული მაგნიტურ-რეზონანსული სპექტროსკოპია, იზომება 13C მეტაბოლიტებში ჩართვის დონე.
სურათი 01: მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი
გარდა ამისა, მეტაბოლური ნაკადები შეიძლება გაიზომოს სტოქიომეტრიით. მეტაბოლური ნაკადის ანალიზში, სტექიომეტრიული მოდელები და მასის სპექტრომეტრიის მეთოდები განსაზღვრავენ იზოტოპური ტრასერის შემცველი ნაწილაკების გადატანას ერთი მეტაბოლიტიდან მეორეში მეტაბოლურ ქსელში. ამრიგად, ამ ტექნიკას შეუძლია მიიღოს ინფორმაცია მთელი მეტაბოლური ქსელისა და უჯრედული ფენოტიპის შესახებ. გარდა ამისა, მეტაბოლური ნაკადის ანალიზს მრავალი პროგრამა აქვს. ამ ტექნიკას შეუძლია განსაზღვროს ბიოლოგიური სისტემის შესაძლებლობების საზღვრები ისეთი ბიოქიმიური აგენტის წარმოებაში, როგორიცაა ეთანოლი. გარდა ამისა, ამ ტექნიკას შეუძლია იწინასწარმეტყველოს პასუხი გენის დამატებაზე ან ნოკაუტზე.
რა არის ფლუქსის ბალანსის ანალიზი?
ნაკადის ბალანსის ანალიზი (FBA) არის მათემატიკური ფლუქსომიკის ტექნიკა, რომელიც აანალიზებს მეტაბოლიტების ნაკადს მეტაბოლურ ქსელში.იგი კეთდება ორეტაპიანი პროცესით. პირველ ეტაპზე მეტაბოლური რეაქციები მათემატიკურად არის წარმოდგენილი რიცხვითი მატრიცის სახით, რომელიც შეიცავს თითოეული რეაქციის სტოქიომეტრულ კოეფიციენტებს. ეს სტექიომეტრიული კოეფიციენტები აწესებს შეზღუდვებს სისტემის მოდელზე. მსგავსი შეზღუდვების მიწოდებით, სისტემის შესაძლო გადაწყვეტილებების ნაკრები მცირდება. მეორე საფეხურზე, შეზღუდვების დამატებების შემდეგ, ხდება სისტემის მოდელის ოპტიმიზაცია. ნაკადის ბალანსის ანალიზი ითვლის მეტაბოლიტების ნაკადს მეტაბოლურ ქსელში ზემოაღნიშნული მექანიზმის გამოყენებით. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელია ორგანიზმის ზრდის ტემპის ან ბიოტექნოლოგიურად მნიშვნელოვანი მეტაბოლიტის წარმოების სიჩქარის პროგნოზირება FBA-ს მეშვეობით.
სურათი 02: ნაკადის ბალანსის ანალიზი
რესურსები ნაკადის ბალანსის ანალიზისთვის მოიცავს BIGG მონაცემთა ბაზას, COBRA-ს ხელსაწყოთა ყუთს და FASIMU-ს (FBA სიმულაციური პროგრამული უზრუნველყოფის მეტაბოლომიკა). ნაკადის ბალანსის ანალიზს აქვს მრავალფეროვანი გამოყენება ფიზიოლოგიურ კვლევებში, ხარვეზის შევსების მცდელობებში და გენომის მასშტაბის სინთეზურ ბიოლოგიაში. გარდა ამისა, FBA ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი მნიშვნელოვანი კოფაქტორების მოსავლიანობის პროგნოზირებისთვის, როგორიცაა ATP, NADH ან NADPH.
მსგავსება მეტაბოლური ნაკადის ანალიზსა და ნაკადის ბალანსის ანალიზს შორის
- მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი და ნაკადის ბალანსის ანალიზი ნაკადის ანალიზის ტექნოლოგიებია.
- ორივე ტექნიკა მიეკუთვნება სისტემური ბიოლოგიის სფეროს
- ამ ტექნიკას შეუძლია განსაზღვროს მეტაბოლური ნაკადი ბიოლოგიურ სისტემაში.
- ამ ტექნიკას ფართო გამოყენება აქვს.
- ორივე ტექნიკას შეუძლია განსაზღვროს უჯრედის ფენოტიპი.
სხვაობა მეტაბოლური ნაკადის ანალიზსა და ნაკადის ბალანსის ანალიზს შორის
მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი არის ვიზუალიზაციის ფლუქსომიკის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ბიოლოგიურ სისტემაში მეტაბოლიტების წარმოებისა და მოხმარების სიჩქარის გასაანალიზებლად, ხოლო ნაკადის ბალანსის ანალიზი არის მათემატიკური ფლუქსომიკის ტექნიკა, რომელიც აანალიზებს მეტაბოლიტების ნაკადს მეტაბოლურ ქსელში.ასე რომ, ეს არის მთავარი განსხვავება მეტაბოლური ნაკადის ანალიზსა და ნაკადის ბალანსის ანალიზს შორის. გარდა ამისა, მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი იყენებს მასის სპექტრომეტრიას ან ბირთვულ მაგნიტურ რეზონანსს მეტაბოლური ნაკადების დასადგენად, ხოლო ნაკადის ბალანსის ანალიზი იყენებს მათემატიკურ (რიცხობრივ) მატრიცას მეტაბოლური ნაკადების დასადგენად.
შემდეგი ინფოგრაფიკა ჩამოთვლის განსხვავებებს მეტაბოლური ნაკადის ანალიზსა და ნაკადის ბალანსის ანალიზს შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
შეჯამება – მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი vs ნაკადის ბალანსის ანალიზი
Flux ანალიზის (fluxomics) ტექნოლოგიები გამოიყენება ბიოლოგიურ სისტემაში მეტაბოლური რეაქციების სიჩქარის დასადგენად. ნაკადის ანალიზის ორი ძირითადი ტექნოლოგია არსებობს. ეს არის მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი და ნაკადის ბალანსის ანალიზი. მეტაბოლური ნაკადის ანალიზი არის ვიზუალიზაციის ფლუქსომიკის ტექნიკა ბიოლოგიურ სისტემაში მეტაბოლიტების წარმოებისა და მოხმარების სიჩქარის გასაანალიზებლად, ხოლო ნაკადის ბალანსის ანალიზი არის მათემატიკური ფლუქსომიკის ტექნიკა მეტაბოლური ქსელის მეშვეობით მეტაბოლიტების ნაკადის გასაანალიზებლად.ამრიგად, ეს აჯამებს განსხვავებას მეტაბოლური ნაკადის ანალიზსა და ნაკადის ბალანსის ანალიზს შორის.
