Enumerating Functional Substructures of Genome-Scale Metabolic Networks: Stories, Precursors and Organisations - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Enumerating Functional Substructures of Genome-Scale Metabolic Networks: Stories, Precursors and Organisations

Résumé

In this thesis, we presented three different methods for enumerating special subnetworks contained in a metabolic network: metabolic stories, minimal precursor sets and chemical organisations. For each of the three methods, we gave theoretical results, and for the two first ones, we further provided an illustration on how to apply them in order to study the metabolic behaviour of living organisms. Metabolic stories are defined as maximal directed acyclic graphs whose sets of sources and targets are restricted to a subset of the nodes. The initial motivation of this definition was to analyse metabolomics experimental data, but the method was also explored in a different context. Metabolic precursor sets are minimal sets of nutrients that are able to produce metabolites of interest. We present three different methods for enumerating minimal precursor sets and we illustrate the application in a study of the metabolic exchanges in a symbiotic system. Chemical organisations are sets of metabolites that are simultaneously closed and self-maintaining, which captures some stability feature in the sense that no new metabolite may be produced and that none of the present metabolites vanishes.
Dans cette thèse, nous avons présenté trois méthodes différentes pour l'énumération de sous-réseaux particuliers d'un réseau métabolique: les histoires métaboliques, les ensembles minimaux de précurseurs et les organisations chimiques. Pour chacune de ces trois méthodes, nous avons présenté des résultats théoriques, et pour les deux premières, nous avons en outre fourni une illustration sur comment les appliquer afin d'étudier le comportement métabolique des organismes vivants. Les histoires métaboliques sont définies comme des graphes acycliques dirigés maximaux dont les ensembles de sources et de cibles sont limités à un sous-ensemble des noeuds. La motivation initiale de cette définition était d'analyser des données expérimentales de métabolomique, mais la méthode a également été explorée dans un contexte différent. Les ensembles de précurseurs métaboliques sont des ensembles minimaux de nutriments qui permettent de produire des métabolites d'intérêt. Nous présentons trois méthodes différentes pour l'énumération de tels ensembles minimaux de précurseurs, et nous illustrons leur application dans une étude des échanges métaboliques dans un système symbiotique. Les organisations chimiques sont des ensembles de métabolites qui à la fois sont fermés et s'auto-maintiennent, ce qui reflète des caractéristiques de stabilité dans le sens où aucun nouveau métabolite ne peut être produit et qu'aucun des métabolites déjà présents dans le système ne peut disparaître.
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Dates et versions

tel-00850704 , version 1 (08-08-2013)
tel-00850704 , version 2 (08-10-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00850704 , version 1

Citer

Paulo Vieira Milreu. Enumerating Functional Substructures of Genome-Scale Metabolic Networks: Stories, Precursors and Organisations. Data Structures and Algorithms [cs.DS]. Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00850704v1⟩

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