Metabolomic investigation of the response of the model plant Arabidopsis thaliana to cadmium exposure: Evaluation of data pretreatment methods for further statistical analyses

Autor: Jacques Bourguignon, Christophe Junot, Eric Ezan, Dominique Vailhen, Erwan Werner, Céline Ducruix, Julie B. Fiévet, Jean-Claude Tabet
Přispěvatelé: Laboratoire d'Etude du Métabolisme des Médicaments (LEMM), Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Direction de la Santé Nucléaire et de la Qualité (DSNQ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de physiologie cellulaire végétale (LPCV), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Synthèse, Structure et Fonction de Molécules Bioactives (SSFMB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), programme interorganismes CEA CNRS INSERM INRA Ministère de la Recherche de Toxicologie Nucléaire Environnementale, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2008
Předmět:
Arabidopsis thaliana
cadmium
metabolite
chemistry.chemical_element
plant
PLS
01 natural sciences
Analytical Chemistry
Chemometrics
03 medical and health sciences
Metabolomics
Liquid chromatography–mass spectrometry
Partial least squares regression
partial least square regression
Metabolome
[SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology
Spectroscopy
030304 developmental biology
multivariate statistical analysis
0303 health sciences
Cadmium
liquid chromatography coupled to mass spectrometry
Chromatography
biology
Process Chemistry and Technology
010401 analytical chemistry
phytochelatin
LC/MS
data pretreatment
heavy metal
biology.organism_classification
chemometrics
metabolomics
0104 chemical sciences
Computer Science Applications
chemistry
Principal component analysis
metabolism
Software
Zdroj: Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems
Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, Elsevier, 2008, 91, pp.67-77. ⟨10.1016/j.chemolab.2007.08.002⟩
Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems / I Mathematical Background Chemometrics Intell Lab Syst
Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems / I Mathematical Background Chemometrics Intell Lab Syst, 2008, 91, pp.67-77. ⟨10.1016/j.chemolab.2007.08.002⟩
Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2008, 91, pp.67-77. ⟨10.1016/j.chemolab.2007.08.002⟩
ISSN: 0169-7439
Popis: International audience; Understanding the metabolic answer and the adaptation of plants towards heavy metal exposure opens the way to future phytoremediation of polluted sites. For this reason, we studied the impact of cadmium, a toxic heavy metal, on the metabolome of the model plant Arabidopsis thaliana. The analytical methodology (liquid chromatography coupled with mass spectrometry) that was used within the framework of a designed experiment conducted on A. thaliana cells exposed to cadmium generated an important volume of data. Multivariate statistical analyses appeared relevant to compare the metabolic fingerprints in order to isolate and identify some discriminating metabolites. Three types of data pretreatment, i.e., reduction of dimensionality, bucketing and automatic processing by the MetAlign™ software were compared for efficiency in extracting the information. The pretreated data were then subjected to multivariate statistical analysis by principal component analysis (PCA) and partial least square regression (PLS). Finally, an OSC (Orthogonal Signal Correction)-PLS2 approach performed on kinetic and dose ranging studies allowed to visualize time- and cadmium dose-induced changes on the metabolism of A. thaliana cells.
Databáze: OpenAIRE
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