Développement expérimental dirigé par des modèles pour la signalisation TOR

La complexité des systèmes biologiques et le flot d’informations issu des technologies de mesure modernes mettent les chercheurs travaillant actuellement dans le domaine des sciences de la vie dans des situations où la logique et le raisonnement intuitif ne suffisent plus. Les modèles mathématiques sont la solution évidente à ce problème, mais leur application est fortement limitée.

Nous peinons de plus en plus à générer des hypothèses, à concevoir des expériences concluantes et à amplifier les connaissances concernant le fonctionnement d’un système biologique, qu’il s’agisse d’une simple bactérie ou de l’être humain. Les modèles mathématiques sont fortement limités par le fait que nous ne connaissons avec certitude ni les composantes impliquées dans une interaction, ni la nature quantitative de cette dernière. Des méthodes computationnelles assistant l’intuition humaine face à cette incertitude inévitable n’existent pas. YeastX, le précurseur du présent projet, a permis de développer des prototypes de telles méthodes computationnelles.

Développement efficace d’expériences optimales

Dans l’approche canonique «mesure avant modélisation», le retour d’information des analyses computationnelles vers les expériences est souvent peu abondant et les données récoltées au cours d’expériences coûteuses laissent à désirer. Les méthodes développées dans le cadre du projet YeastX, en revanche, permettent de concevoir efficacement les expériences optimales nécessaires au présent projet SignalX.

Nous appliquerons cette approche au réseau de signalisation eucaryote TOR (Target Of Rapamycin). Celui-ci combine de nombreux signaux entrants dans le but de réguler des fonctions cellulaires clé telles que la biogenèse, la prolifération et le métabolisme des ribosomes.

Cerner un système dynamique

SignalX se consacrera à trois problèmes couramment rencontrés dans la recherche dans le domaine de la signalisation, dans le but de comprendre la signalisation TOR en tant que système dynamique:

• En quoi, exactement, consistent les signaux détectés par les cellules?
• Comment le signal est-il traité et relayé?
• Comment les multiples mécanismes de retour d’information des processus contrôlés sont-ils combinés pour obtenir l’homéostasie?

SignalX examinera ces problèmes individuellement, mais combinera également la détection et le traitement des signaux ainsi que le retour d’informations, dans le but de développer un modèle mécanistique détaillé de la régulation dynamique et interpénétrative de la signalisation TOR et du métabolisme.

Mis à jour en juillet 2014