La compréhension des organismes vivant a été une quête pendant longtemps. Depuis les premiers progrès des derniers siècles, nous sommes arrivés jusqu'au point où des quantités massives de données et d'information sont constamment générées. Bien que, jusqu'au present la plupart du travail a été concentré sur la génération d'un catalogue d'éléments biologiques, ce n'est pas que récemment qu'un effort coordonné pour dé- couvrir les réseaux de relations entre ces parties a'été constaté. Nous sommes intereses à comprendre non pas seulement ces réseaux, mais aussi la façon dont, à partir de ses connexions, émergent des fonctions biologiques. Ce travail se concentre sur la découverte, la modélisation et l'exploitation d'un de ces réseaux : le métabolisme. Un réseau métabolique est un ensemble des réac- tions biochimiques interconnectées qui se produisent à l'intérieur, ou dans les limites d'une cellule vivante. Une nouvelle méthode de découverte, ou de reconstruction des réseaux métaboliques est proposée dans ce travail, avec une emphase particulière sur les organismes eucaryotes. Cette nouvelle méthode est divisée en deux parties : une nouvelle approche pour la modélisation de la reconstruction basée sur l'instanciation des éléments d'un modèle squelette existant, et une nouvelle méthode de réécriture d'association des gènes. Cette méthode en deux parties permet des reconstructions qui vont au-delà de la capacité des méthodes de l'état de l'art, permettant la reconstruction de modèles métaboliques des organismes eucaryotes, et fournissant une relation détaillée entre ses réactions et ses gènes, des connaissances cruciales pour des applications biotechnologies. Les méthodes de reconstruction développées dans ce travail, ont été complétées par un workflow itératif d'édition, de vérification et d'amélioration du modèle. Ce workflow a été implémenté dans un logiciel, appelé Pathtastic. Comme une étude de cas de la méthode développée et implémentée dans le pré- sent travail, le réseau métabolique de la levure oléagineuse Yarrowia lipolytica, connu comme contaminant alimentaire et utilisé pour la biorestauration et comme usine cellulaire, a été reconstruit. Une version préliminaire du modèle a été générée avec Pathtastic, laquelle a été améliorée par curation manuelle, à travers d'un travail avec des spécialistes dans le domaine de cette espèce. Les données expérimentales, obtenues à partir de la littérature, ont été utilisées pour évaluer la qualité du modèle produit. La méthode de reconstruction chez les eucaryotes, et le modèle reconstruit de Y. lipolytica peuvent être utiles pour les communautés scientifiques respectives, le premier comme un pas vers une meilleure reconstruction automatique des réseaux métaboliques, et le deuxième comme un soutien à la recherche, un outil pour des applications biotechnologiques et comme un étalon-or pour les reconstructions futures.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00678991 |
| Date | 30 January 2012 |
| Creators | Loira, Nicolas |
| Publisher | Université Sciences et Technologies - Bordeaux I |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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