La Bioinformatique à Nancy

Alexander Bockmayr

LORIA – UMR 7503

CNRS/INRIA/Universités

Bioinformatique au LORIA

• Action transversale BIOINFO– Recherche d’information: LANGUE et DIALOGUE/ECCO

– Extraction de connaissances: ORPAILLEUR

– Apprentissage statistique: CORTEX/MODBIO

– Algorithmes combinatoires: ADAGE

– Contraintes, optimisation: MODBIO

• Deux grands projets– Génopole Strasbourg Alsace-Lorraine

– Contrat de Plan Etat-Région Lorraine (PRST Intelligence Logicielle)

Opérations dans le cadre du CPER

1. Détermination des enveloppes macromoléculaires (LCM3B - MODBIO)

2. Prédiction de structures d’ARN et d’interactions ARN/ligands (MAEM – MODBIO)

3. Reconnaissance des introns dans les séquences transcrites (MAEM – ADAGE/CORTEX/MODBIO)

Partenariats entre biologistes et informaticiens• 6 équipes du LORIA• 5 laboratoires de biologie sur Nancy (CNRS, INRA, INSERM, UHP)

4. Identification des promoteurs chez la bactérie Streptomyces ambofaciens (INRA – ADAGE)

5. Interface Homme-Machine pour la recherche, la visualisation et le traitement des informations génomiques (UPRES 2402 – Langue et Dialogue/ECCO)

6. Compréhension des réseaux d’expression de gènes bactériens (MAEM – MODBIO/ORPAILLEUR)

7. Classification et mode d’action de signaux de régulation (INSERM - ORPAILLEUR)

8. Interactions gène-environnement et maladies cardio-vasculaires (INSERM - ORPAILLEUR)

9. Transfert horizontal chez les bactéries et la dynamique des génomes (INRA - ORPAILLEUR)

ModBio: Modèles informatiques en Biologie moléculaire

• Alexander Bockmayr (Pr, UHP)• Arnaud Courtois (Thésard, UHP)• Eric Domenjoud (CR CNRS)• Damien Eveillard (Thésard, UHP)• Emmanuel Gothié (Postdoc UHP)• Miki Hermann (CR CNRS)• Nicolai Pisaruk (Postdoc UHP – LISCOS)

+ Stagiaires

Avant-projet INRIA depuis le 1/1/2001

Thèmes de recherche

1. Détermination de la structure des macromolécules

2. Modélisation des systèmes biologiques pour comprendre la fonction

Domaines informatiques

• Contraintes– Programmation par contraintes

– Résolution de contraintes

• Optimisation discrète• Déduction automatique et complexité• Apprentissage statistique

Détermination de la structure

1. Enveloppes macromoléculaires

(LCM3B - A. Urshumtsev; IMPB - V. Lunin)

2. Structure des ARN

(MAEM - C. Branlant, F. Leclerc)

3. Structure secondaire des protéines

(IBCP Lyon - G. Deléage ; UCI - P. Baldi)

Modélisation des systèmes biologiques

• Domaines biologiques– Réseaux de régulation des gènes– Voies métaboliques– Transduction des signaux

• Modèles mathématiques/informatiques– Réseaux booléens – Equations différentielles – Réseaux de Petri -calcul – Modèles qualitatifs

• Systèmes hybrides - un cadre unificateur ?

Hybrid concurrent constraint programming

• Langage de modélisation et de simulation pour les systèmes hybrides

• Hybrid cc (Gupta et al., Xerox PARC/NASA)– Déclaratif

– Compositionel

– Equations algébriques et différentielles

– Combinateurs cc (ask & tell)

• Programmation par contraintes pour la modélisation de systèmes biologiques (Bockmayr/Courtois 2001)

Perspectives

• Bioinformatique– Outils informatiques pour aider les biologistes

– Modèles informatiques pour comprendre les systèmes biologiques

• Synergie entre biologie et informatique comme entre physique et mathématiques ?

``Biology is so digital, and incredibly complicated, but incredibly useful ...... Biology easily has 500 years of exciting problems to work on.'' (D.Knuth)