Upload
estelle-cornu
View
104
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Traitement de l'information chez les organismes vivants
ou comment les gènes sont régulés dans les cellules vivantes ; comment les physiciens peuvent (pourraient) contribuer à leurs compréhension en utilisant leurs outils théoriques (les équations différentielles, les processus stochastiques, la topologie,...) numériques (décrypter l'information contenu dans des tera-octets de fichiers) et expérimentaux ( optiques, sciences des polymères, microfluidique, application des forces faibles ...) ; pourquoi il faut bien manger sa soupe (bien comprendre ses leçons de physique, chimie et mathématiques) pour pouvoir participer à cette aventure.
● Il existe des similitudes frappantes entre le fonctionnement d'un ordinateur et celle d'une cellule vivante.
50 cm 0.00050 cm
● Dans un ordinateur : – L'information est stockée sous formes de bits (0 et 1)
sur un disque dûr.– L'information est organisée sous formes de modules
appelés programmes, sous-programmes, données, librairies,...
– Chaque module est connu du système d'exploitation (Windows, MacOS, Linux,...) par sa position sur le disque dûr et sa taille.
● Dans une cellule : – L'information est stockée sous formes de bases
(A,T,C,G) sur un chromosome.– L'information est organisée sous formes de modules
appelés gènes (qui contiennent la recette pour fabriquer des protéines)
● Exemples de schéma d'interaction entre gènes.
● Exemples rééls d'interaction entre gènes.
● Mais comment peut on analyser des schémas d'interaction aussi compliqués ?
Le physicien a un rôle à jouer !
1.Comme pour les circuits électronique, il faut essayer de découper en sous-module
1. Décomposer en circuits simples (oscillateurs, mémoire, bistable, ...)
2. Comprendre la topologie générale des réseaux génétiques : de l'analogique au digital.
– Résister aux ou utiliser les fluctuations.– Permettre la modularité.– Robustesse.
Développer d'autres approches que les équations différentielles : les équations booleans, la logique flou, ...
Lac Operon : Un bi-stable qui résiste suffisemment aux fluctuations, mais qui laisse de la place pour l'individualité non génétique.
Comment on mesure le fonctionnement des gènes ?
Les puces d'ADN.
Chaque pixel correspond à un gène.Si il est allumé, le gène est actif.
● Comment on fabrique les puces d'ADN ? La technologie des masques et gravure issue du
monde de silicium. La microfluidique. Les polymères conducteurs.
● Comment on les lit ? Fluorescence (actuellement). Résonnace des Plasmons de Surface (bientôt ?).
● Comment ont traite les tera-octets de données qu'on gènère avec les puces d'ADN ?
la Bio-informatique.