Sites Inria

English version

Équipe de recherche

Charlotte Renauld - 29/06/2016

Rencontre avec LIFEWARE

L’équipe-projet LIFEWARE a rejoint le centre Inria Saclay – Île-de-France en janvier 2016. Entre hardware et software, LIFEWARE cherche à élucider le logiciel informatique du vivant en essayant de comprendre ses méthodes grâce à des méthodes d’ingénieur. Rencontre avec François Fages, Grégory Batt et Sylvain Soliman.

Comprendre la logique du vivant : un vaste programme

Créée en janvier 2014 à la suite du projet CONTRAINTES et devenue équipe-projet en avril 2015, l’équipe LIFEWARE est composée d’informaticiens et logiciens qui utilisent des formalismes logiques pour modéliser des interactions et des comportements.

LIFEWARE cherche à comprendre les différents processus cellulaires comme des programmes informatiques. Il s’agit de voir les cellules comme des machines, les ensembles de réactions biochimiques comme des programmes et de modéliser ces processus, avec des applications pour le cancer par exemple, qui est l’une des conséquences d’un dérèglement des décisions de prolifération cellulaire.

« Nous cherchons à voir comment la cellule calcule en un certain sens », nous explique François Fages, responsable de l'équipe.

Aller plus loin et toucher à l’évolution

Lorsque le modèle ne fonctionne pas pour un certain type de cellules, il faut alors revoir la structure du modèle, revoir des interactions moléculaires supposées connues, faire de nouvelles prédictions sur ces interactions qui sont ensuite vérifiées expérimentalement en biologie.

Dans le passé, les membres de l’équipe ont développé des techniques pour décrire les systèmes et leur comportement, et calibrer les modèles sur les données expérimentales.

« Mais nous voulons aller plus loin, on ne cherche pas juste à décrire », nous dit François Fages.

Quel est l’ensemble des fonctions que les circuits biologiques peuvent réaliser ? D’où viennent ces circuits ? Qu’est-ce qu’il manque pour leur faire faire autre chose ? Essayer de comprendre, à long terme, le pourquoi ils sont faits et pourquoi la nature en est là, c’est le vrai enjeu de LIFEWARE actuellement.

La collaboration informatique / biologie

François Fages s’attache à faire collaborer informatique et biologie : « J’ai toujours eu une politique de collaboration avec les biologistes assez opportuniste et centrée sur des problèmes concrets. Nous n’avons pas les mêmes langages, il ne s’agit pas de chercher à les accorder, mais à collaborer sur un problème concret ».

L’équipe LIFEWARE a notamment collaboré avec des cancérologues sur les chronothérapies des cancers, et des biologistes sur la signalisation GPCR afin de produire des modèles grâce au logiciel Biocham, logiciel de modélisation développé depuis 13 ans. La collaboration entre l’équipe LIFEWARE et Eric Reiter (Inra) leur a notamment valu un papier avec Robert Lefkowitz qui a eu un prix Nobel en chimie en 2012.

« Par la modélisation informatique nous avons vraiment appris du modèle de la biologie, au plus haut niveau, » souligne François Fages.

Parmi les membres de l’équipe, Grégory Batt travaille depuis longtemps avec le physicien Pascal Hersen de l’Université Paris 7 . Ensemble, ils ont réussi à contrôler en temps réel la concentration d’une protéine dans des cellules au cours du temps. Grégory travaille actuellement sur la quantification des différences qui existent entre cellules même lorsqu’elles sont génétiquement identiques. « C’est un travail très important car dans nos expériences, nous voyons bien que les cellules ne réagissent pas toutes de la même façon », souligne François Fages. Grégory Batt travaille à la création d’un groupe, nommé InBio, avec l’institut Pasteur, en tant qu’action exploratoire Inria tout en restant dans le projet LIFEWARE.

Une méthodologie qui s’applique à la biologie mais pas seulement

Les membres de l’équipe viennent de cette école de logique d’optimisation et appliquent ces méthodes à la biologie, mais continuent à travailler sur les problèmes de contraintes et d’optimisation.

Sylvain Soliman : « Même si nous avons changé de nom, il reste dans LIFEWARE une petite partie du projet CONTRAINTES. Nous continuons ponctuellement à travailler sur des problèmes d’optimisation qui n’ont rien à voir avec la biologie (optimisation de placement, d’optimisation énergétique dans les métros …). Le lien avec la biologie se situe dans la méthodologie, nous utilisons les mêmes algorithmes mais avec une application différente.  »

François Fages nous explique : « Schématiquement, nous venons de la logique, des contraintes et de la résolution de problèmes combinatoires, qui sont des problèmes discrets. En s’intéressant à la biologie, nous avons importé en biologie des méthodes discrètes. Mais très vite, nous avons eu besoin de travailler sur des modèles continus que nous avons inversement importés dans le domaine de la logique. Les deux se nourrissent.  »

Que signifie « signalisation » ?
La signalisation est le transfert d’information entre quelque chose qui arrive à l’extérieur de la cellule, qui est capté au niveau d’un récepteur transmembranaire et une action qui va généralement être décidée plus loin dans le noyau de la cellule. Entre ce signal extérieur et la prise de décision de l’action qui va en être la conséquence, il y a toute une cascade de réactions, et c’est ce processus complexe que l’on appelle la signalisation.

Mots-clés : Lifeware INRIA Saclay - Île-de-France Logiciel informatique du vivant Biologie

Haut de page

Suivez Inria tout au long de son 50e anniversaire et au-delà !