Philippe Veber – Modélisation grande échelle de réseaux biologiques :vérification par contraintes booléennes de la cohérence des données

Les techniques de biologie moléculaire dites haut-débit permettent de
mesurer un grand nombre de variables simultanément. Elles sont
aujourd’hui couramment utilisées et produisent des masses importantes
de données. Leur exploitation est compliquée par le bruit généralement
observé dans les mesures, et ce d’autant plus que ces dernières sont
en général trop onéreuses pour être suffisamment reproduites. La
question abordée dans cette thèse porte sur l’intégration et
l’exploitation des données haut-débit~: chaque source de données
mesurant un aspect du fonctionnement cellulaire, comment les combiner
dans un modèle et en tirer des conclusions pertinentes sur le plan
biologique~? Nous introduisons un critère de consistance entre un modèle graphique des régulations cellulaires et des données de déplacement d’équilibre. Nous montrons ensuite comment utiliser ce critère comme guide pour formuler des prédictions ou proposer des corrections en cas d’incompatibilité. Ces différentes tâches impliquent la résolution de contraintes à variables sur domaines finis, pour lesquelles nous proposons deux approches complémentaires. La première est basée sur la notion de diagramme de décision, qui est une structure de données utilisée pour la vérification des circuits; la deuxième fait appel à des techniques récentes de programmation logique. L’utilisation de ces techniques est illustrée avec des données réelles sur la bactérie E. coli et sur la levure. Les réseaux étudiés comportent jusqu’à plusieurs milliers de gènes et de régulations. Nous montrons enfin, sur ces données, comment notre critère de consistance nous permet d’arriver à des prédictions robustes, ainsi que des corrections pertinentes du modèle étudié.

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