Présentation générale

Visualisation. Les 4 CTFA sont présentées en Figures 5.8, 5.9, 5.10 et 5.11. Nous utilisons le graphe construit dans le Chapitre 2 comme support pour cette visualisation. Chacun des61

marqueurs fonctionnels de la fermentation des sucres simples est associé à une flèche du graphe. La couleur correspond à l’abondance du marqueur dans le CTFA exprimé en pourcentage du marqueur le plus présent dans le CTFA. Les parties grisées sont absentes ou d’abondance plus

faible que0.5%de l’abondance de ce marqueur. Les marqueurs de l’hydrolyse des fibres en sucre simple sont représentés dans une matrice dont les cases sont colorées selon la même convention. Il est important de bien distinguer ces représentation graphique, qui n’est qu’une façon commode et facilement interprétable de visualiser les profils, des graphes de réactions utilisés dans le contexte des modèles métabolique de type Flux Balance Analysis. En effet comme nous l’avons vu dans les chapitres précédents, nous modélisons des abondances de gènes et en aucun cas des flux de métabolites.

Distribution. Les CTFA1et4sont peu présents, en effet leurs abondances sont nulles dans respectivement 653 et444 échantillons contre seulement38et 9 pour les CTFA2 et3.

La Figure 5.6 représente la distribution des CTFA pour lesquelles les valeurs nulles ont été tronquées ; les distributions d’abondances des CTFA 1 et 4 se distinguent par une grande quantité d’échantillons d’abondances très faibles accompagnées par une queue de distribution allongée.

La Figure 5.7 illustre les différences importantes entre les apports de chacun des CTFA ; les CTFA2 et3contribuent majoritairement à la reconstruction de A tandis que les CTFA1 et4

n’y contribuent que très marginalement. Dans l’ordre les contributions sont respectivement de

0.4%, 43.2%, 55.3% et1.1%.

Figure ^{5.7: Contribution des 4 CTFA en pourcentage de la reconstruction de la matrice} d’abondance A

Figure ^{5.8: Représentation graphique du CTFA 1. Chaque flèche correspond à un des 61} marqueurs fonctionnels associés à la fermentation des sucres simples. La couleur des flèches symbolise l’abondance du marqueur dans le CTFA 1 en pourcentage du marqueur le plus

Figure ^{5.9: Représentation graphique du CTFA 2. Les conventions sont les mêmes que pour} le CTFA 1.

Figure^{5.10: Représentation graphique du CTFA 3. Les conventions sont les mêmes que pour} le CTFA 1.

Figure^{5.11: Représentation graphique du CTFA 4. Les conventions sont les mêmes que pour} le CTFA 1.

Conséquence de la contrainte. Sur les 38 contraintes implémentées, on observe entre 3 et 7 contraintes actives par CTFA, principalement concernant les marqueurs fonctionnels 52 à 57 associés à la métanogénèse. Bien que ce nombre soit faible, cela ne signifie pas que la plupart des autres contraintes n’aient pas un rôle important dans la détermination des CTFA. En effet, le

problème non contraint possède plusieurs minima locaux, la présence des contraintes permet de délimiter une région spécifique dans laquelle le minimum sera recherché, même si ce minimum n’est pas situé sur le bord du domaine délimité par les contraintes.

Les contraintes que nous imposons ont un effet local c’est à dire relatif à un nombre réduit de marqueurs fonctionnels associé à un métabolite. Elles induisent cependant un effet à l’échelle du CTFA en permettant l’obtention d’une succession cohérente de marqueurs fonctionnels qui peuvent s’interpréter, comme un potentiel de réalisation de voies métaboliques. En effet il est possible de retrouver des chemins ininterrompus entre sucres simples et acides gras à chaînes courtes.

Nous observons la présence non-désirable du marqueur fonctionnel 52 dans la Figure 5.11. Il s’agit ici d’un problème de précision numérique. Lors de l’exécution d’un algorithme d’opti-misation, sa convergence est toujours évaluée relativement à un seuil. L’abondance non nulle du marqueur 52 est due à un non respect des contraintes qui rentre dans la marge d’erreur numérique définie par le seuil.

Nous avions choisi en Section 3.3.2 de ne pas contraindre les abondances de marqueurs fonc-tionnels associées aux métabolites suivant, D-gluconate 6 Phosphate, D-Glucono-1,5-lactone 6-phosphate, Propane1,2diol et L-Fuculose 1-phosphate. Nous avons fait ce choix après avoir observé la présence, dans un groupe de génomes de référence (voir Section 3.3.2), de marqueurs fonctionnels dont il est impossible de justifier l’occurrence par la présence conjointe des 60

autres marqueurs. Nous retrouvons dans les CTFA des caractéristiques similaires, ce qui est cohérent avec la réalité biologique décrite ci-avant. De manière exhaustive, le marqueur 58est manquant et le marqueur14est présent en Figure 5.9, le marqueur 15est manquant en Figure 5.10.

La présence conjointe de marqueurs fonctionnels non contraints dans un même CTFA in-dique que les abondances de ce CTFA au sein des1408 échantillon permettent de bien recons-truire ces marqueurs non contraints dans les échantillons méta-génomiques. Dans la mesure où les abondances des CTFA sont entièrement dépendantes de leur composition en marqueurs fonctionnels, l’implémentation d’une contrainte concernant les abondances d’une partie des

de façon conjointes contrairement à ce qui à été observé sur les génomes de références, il est donc possible pour chaque CTFA d’interpréter la présence non nul de ces marqueurs comme un potentiel de réalisation de la fermentation du Fucose. De même nous observons un phénomène similaire limité au CTFA 4, concernant les marqueurs associés aux métabolites D-gluconate 6 Phosphate et D-Glucono-1,5-lactone 6-phosphate (12à15). Cette dernière observation est inté-ressante puisque cela signifie qu’une partie de l’abondance de ces marqueurs peut effectivement s’interpréter, pour le CTFA 4, comme le potentiel de réalisation de la voie d’Entner Doudoroff. De même, le GH spécifique de la production du Rhamnose n’est présent que dans les CTFA 2 et 3, seuls CTFA possédants des marqueurs associé à sa consommation.