Au cours des dernières décennies, les approches expérimentales nous ont permis d'obtenir des informations importantes en biologie du développement et nous ont conduit à la définition de réseaux complexes de régulation contrôlant les processus développementaux. Actuellement, notre compréhension de ces réseaux est entravée par leur complexité même. La modélisation mathématique est de plus en plus utilisée pour intégrer les voies de régulation et prévoir les effets de perturbations génétiques. Durant ma thèse, je me suis intéressée à la différentiation du mésoderme chez Drosophila melanogaster. Elle commence par la spécification du mésoderme en 4 différents tissus: le muscle viscéral, le coeur, le muscle somatique et le corps gras. La formation de ces tissus se traduit par une organisation segmentale répétitive le long du mésoderme. Mon premier but était de construire un modèle qui récapitule la spécification de ces quatre tissus entre les stades 8 et 10. Par la suite, je me suis concentrée sur le développement du coeur dans le but de proposer un modèle de régulation de la diversification des cellules cardiaques contractiles (cardioblastes) entre les stade 10 et 12. Afin de comprendre ces processus complémentaires, j'ai été amené à modéliser les voies de signalisation qui jouent un rôle important dans le développement du mésoderme et des cardioblastes. Je me suis appuyée sur des données génétiques et des analyses haut-débit publiées (HhIP-chip, ChIP-seq et transcriptome) pour déterminer et annoter des graphes de régulation complet pour chacun de ces réseaux ou voies. / During the past decades, experimental approaches have allowed us to gain important insights in developmental biology, and led to the delineation of complex regulatory networks controlling developmental processes. Currently, our understanding of these networks is hindered by their sheer complexity. Mathematical modelling is increasingly used to integrate regulatory pathways and predict the effects of genetic perturbations. My thesis focuses on the development of the specification of the mesoderm in Drosophila melanogaster. Its development results in the formation of different tissues segmentally iterated: the visceral muscle, the heart, the somatic muscle, and the fat body. My first goal was to build a network model recapitulating the specification of these 4 mesodermal tissues during stages 8 to 10. Then, focusing on heart development, my second aim was to build a network model recapitulating contractile cardiac cell (cardioblast) diversification during stages 10 to 12. To understand these complementary processes, I was further led to model the signalling pathways that play important roles in mesoderm and cardioblast development. I rely on a combination of published genetic data and high- throughput analyses (ChIP-chip, ChiP-seq, transcriptome) to delineate and annotate comprehensive regulatory graphs for each of these networks or pathways. Using a logical formalism and the GINsim software, I have further defined logical rules enabling the simulation of wild type and mutant behaviours for each of this networks or pathways. By and large, my model simulations recapitulate all relevant published data.

Aus der Einleitung: „Description logics (DLs) are a family of logical formalisms well-suited for the representation of and reasoning about conceptual knowledge on an abstract logical level. However, for many knowledge representation applications, it is essential to integrate the abstract logical knowledge with knowledge of a more concrete nature. As an example, consider the modeling of manufacturing processes, where it is necessary to represent 'abstract' entities like subprocesses and workpieces and also 'concrete' knowledge, e.g., about the duration of processes and physical dimensions of the manufactured objects [2; 25].”