La Bioinformatique à Nancy

1. La Bioinformatique à Nancy Alexander Bockmayr LORIA – UMR 7503 CNRS/INRIA/Universités

2. 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)

3. Opérations dans le cadre du CPER • Partenariats entre biologistes et informaticiens • 6 équipes du LORIA • 5 laboratoires de biologie sur Nancy • (CNRS, INRA, INSERM, UHP) • Détermination des enveloppes macromoléculaires (LCM3B - MODBIO) • Prédiction de structures d’ARN et d’interactions ARN/ligands (MAEM – MODBIO) • Reconnaissance des introns dans les séquences transcrites (MAEM – ADAGE/CORTEX/MODBIO)

4. Identification des promoteurs chez la bactérie Streptomyces ambofaciens (INRA – ADAGE) • Interface Homme-Machine pour la recherche, la visualisation et le traitement des informations génomiques (UPRES 2402 – Langue et Dialogue/ECCO) • Compréhension des réseaux d’expression de gènes bactériens (MAEM – MODBIO/ORPAILLEUR) • Classification et mode d’action de signaux de régulation (INSERM - ORPAILLEUR) • Interactions gène-environnement et maladies cardio-vasculaires (INSERM - ORPAILLEUR) • Transfert horizontal chez les bactéries et la dynamique des génomes (INRA - ORPAILLEUR)

5. ModBio: Modèles informatiques en Biologie moléculaire Avant-projet INRIA depuis le 1/1/2001 • 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

6. Thèmes de recherche • Détermination de la structure des macromolécules • Modélisation des systèmes biologiques pour comprendre la fonction

7. Domaines informatiques • Contraintes • Programmation par contraintes • Résolution de contraintes • Optimisation discrète • Déduction automatique et complexité • Apprentissage statistique

8. Détermination de la structure • Enveloppes macromoléculaires (LCM3B - A. Urshumtsev; IMPB - V. Lunin) • Structure des ARN (MAEM - C. Branlant, F. Leclerc) • Structure secondaire des protéines (IBCP Lyon - G. Deléage ; UCI - P. Baldi)

9. 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 ?

10. 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)

11. 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)