تحليل التوازن الايضي Metabolic Flux Balance Analysis

توجه يستعمل لدراسة عمليات الايض ويعتمد التحليل هذا على الموديلات أو النماذج الفيزيائية للكيمياء التي تسيطرعلى التدفق في التفاعلات لتحديد كميات المواد الناتجة وهي طرق تعتمد على المواصفات الكيماوية للشبكات ولا تدخل فيها التأثيرات الوراثية . ولذلك تستعمل طرق وتوجهات لتحليل الشبكات الثانوية Subnetworks لترتيب المسارات بشكل أفضل . وفي هذه الحالة يعد الجين هو العقدة Node التي تعتمدها عدد من البرامج مثل (Markov Mixture Model ( 3M  وتحويراتها المختلفة مثل برنامج PathRanker الذي يكون ضمن حزمة أو مجموعة من البرامج الأخرى التي تستعمل بشكل خاص في تحليل ايض الإجهاد وغيرها من الجوانب في مجال المعلوماتية الحيوية .
ومما يساعد في توجه FBA ان كل من تحديد تواليات الجينومات واستعمال المعلوماتية الحيوية في تحليلها وفرت تفاصيل كثيرة حول المكونات الجزيئية الموجودة في العديد من الأحياء بدائية النواة  كمرحلة أولية  وساهمت في وضع بيان مصور Parts Catalog لأجزاء الخلية الميكروبية .
واستعملت إمكانية المعلوماتية الحيوية لوضع تمثيل افتراضي للوظائف الايضية الأساسية بحيث يمكن ان يعاد تركيبيها وتحليلها باستعمال توازن الدفق الأيضي FBA ويكون تحليل توازن الدفق الأيضي ملائما لدراسة الشبكات الايضية وقد استعمل لتفسير الإمكانيات الايضية لل Escherichia coli اذ أمكن وضع خرائط حاسوب للبكتريا وتحديد أفضل استهلاك للمواد في المسارات الايضية كدليل للمتغايرات البيئية . وباستعمال التحليل الحاسوبي تم التعرف على ان هناك عددا محددا من الجينات خاصة بالايض المركزي مثل تحلل السكر Glycolysis ودورة الأحماض ثلاثية الكربوكسيل TCA ومسار Pentose Phosphate ونظام نقل الالكترونات التي تكون ضرورية للنمو الهوائي للبكتريا في وسط غذائي أدنى Minimal Medium ، والتعرف على نواتج عدد من الجينات تكون ضرورية للايض اللاهوائي . كما أمكن التنبؤ بعدد من الطفرات الافتراضية ورسم الخرائط لها وقابلية هذه Isogenic Strains ، لذلك فان مثل هذه النتائج تمكن من فهم اكبر للعلاقة المعقدة بين النمط الجيني والنمط المظهري وتوجه FBA يكون أفضل فيما اذا كان متوافقا مع بيانات التجارب المختبرية خاصة تحت ظروف ملائمة مثل التغذية الجيدة ، اذ انه يأخذ بنظر الاعتبار عمليات التنظيم بحيث يكون التصرف الأيضي في حالته المثلى وهذا الافتراض أدى الى الحصول على نتائج متوافقة مع بيانات التجارب المختبرية ، ومن الواضح ان هذه التوافقية تضطرب عند حصول الطفرات. وبإتباع هذا النهج وبوجود مصفوفات التكافؤ الكيماوي Stoichiometry Matrices امكن الكشف عن معلومات جديدة حول الايض وكذلك التعرف على الوظائف المفقودة أو المعرفة بشكل خاطئ والدراسات في هذا الحقل (تمثيل الايض بشبكات على الحاسوب) مثلت احد الحقول السريعة التطور في البايولوجي الحاسوبي In Silico Biology ، اذ مكنت من تحديد السلالات التي تم الإطاحة بأحد جيناتها Well-Defined Knockout لل E. coli من فتح الآفاق أمام إمكانية التقييم المهم والحرج بين التمثيل الحاسوبي لتصرف الطفرات والايض وشبكات الايض الحيوي داخل الخلايا تحت ظروف وراثية وبيئية ، وهذه تشكل إستراتيجية مهمة لاختبار الجينات وتزود بنظرة فاحصة للايض الحيوي ، ويفيد في عمليات انتخاب السلالات المستعملة في عمليات الإنتاج الحيوي ، وخاصة ان له القابلية على هندسة الايض بالاعتماد على تحول الكتلة ، وإخضاعها للحسابات الرياضية للوصول الى أفضل النتائج .

مواضيع ذات صلة

Flow cytometry

البروتوبلازم Protoplasm

غشاء الخلية The cell membrane

مملكة البدائيات (Monera)

كيس الصفار ( المح ) Yolk sac

اقسام البيئة البحرية

بيئة المياه البحرية

المياه الجارية

المياه الساكنة

بيئة المياه العذبة

المناطق الاحيائية المائية

السهوب (السفانا) Savanna