Validation de modèles de réseaux de régulation génique :

 Régulation globale de la transcription chez Escherichia coli et Synechocystis PCC 6803


 

Projet financé dans le cadre du Programme Bioinformatique inter-EPST


Coordinateurs : Hidde de Jong et Johannes Geiselmann




Le grand défi de la biologie fonctionnelle consiste à prédire et à comprendre comment le comportement observé d'un organisme peut émerger d'un réseau d'interactions entre les composantes moléculaires d'une cellule. Outre des méthodes expérimentales à haut débit, des approaches mathématiques et informatiques sont indispensables pour analyser les réseaux d'interactions.

Dans le cadre du Programme Bioinformatique inter-EPST, nous travaillons sur le projet "Validation de modèles de réseaux de régulation génique : régulation globale de la transcription chez Escherichia coli et Synechocystis PCCC 6803". Ce projet s'inscrit dans une collaboration entre bioinformaticiens et biologistes de l'ENS Paris, de l'INRIA Rhône-Alpes et de l'Université Joseph Fourier à Grenoble, ayant pour objectif d'utiliser des méthodes de modélisation et de simulation qualitative pour analyser les réseaux de régulation génique.

Concrètement, dans ce projet nous développerons une méthode de validation de modèles de réseaux de régulation génique, qui permettra de comparer les prédictions obtenues par simulation qualitative avec des données d'expression. Cette méthode sera mise à l'épreuve dans une étude de la régulation globale de la transcription chez les bactéries Escherichia coli et Synechocystis PCCC 6803.

Plusieurs participants à ce projet sont également impliqués dans le projet "GDyn : Analyse dynamique de réseaux de régulation génique", financé dans le cadre des Actions de Recherche Coopérative (ARC)  de l'INRIA.

Pour nous contacter : Hans.Geiselmann@ujf-grenoble.fr ou  Hidde.de-Jong@inrialpes.fr
 

Informations sur le projet



Documents  et publications : pour en savoir plus...

Équipes : les participants et leur coordonnées...

Agenda : les réunions, les nouvelles, ...






Documents et publications :

C. Boileau, J. Prados, J. Geiselmann et L. Trilling (2001), Using constraint programming for learning from experiments transcriptional activation and the geometry of DNA, L. Duret, C. Gaspin et T. Schiex (eds), Actes des Journées Ouvertes Biologie Informatique Mathématiques (JOBIM), Toulouse.

V.S. Cooper, D. Schneider, M. Blot et R.E. Lenski (2001), Mechanisms causing rapid and parallel losses of ribose catabolism in evolving populations of Escherichia coli B, J. Bacteriol., 183(9):2834-2841.

H. de Jong et J. Geiselmann (2002), Validation de modèles de réseaux de régulation génique : régulation globale de la transcription chez Escherichia coli et Synechocystis PCC 6803, texte de la proposition du projet inter-EPST.

H. de Jong (2002), Modeling and simulation of genetic regulatory systems: A literature review, J. Comput. Biol., 9(1):69-105.

H. de Jong , J. Geiselmann, C. Hernandez et M. Page (2003), Genetic Network Analyzer: Qualitative simulation of genetic regulatory networks, Bioinformatics, 19(3):336-344. Pages web de GNA.

H. de Jong, J.-L. Gouzé, C. Hernandez, M. Page, T. Sari et J. Geiselmann (2002),
Qualitative simulation of genetic regulatory networks using piecewise-linear models, Bulletin of Mathematical Biology, 66(2):301-340.

I. Luque, G. Zabulon, A. Contreras et J. Houmard (2002), Convergence of two global transcriptional regulators on nitrogen induction of the stress-acclimation gene nblA in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942, Mol Microbiol., 41(4):937-947.

I. Luque, A. Contreras, G. Zabulon, A. Herrero et J. Houmard (2002), Expression of the glutamyl-tRNA synthetase gene from the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942 depends on nitrogen availability and the global regulator NtcA, Mol. Microbiol., 46(4):1157-1167.

C. Mathé, M.-F. Sagot, T. Schiex et P. Rouzé (2002), Current methods of gene prediction, their strengths and weaknesses, Nucleic Acids Res., 30(19):4103-4117.

L. Marsan et M.-F. Sagot (2000), Algorithms for extracting structured motifs using a suffix tree with an application to promoter and regulatory site consensus identification, J. Comput. Biol., 7(3-4):345-362.

J.A.G. Ochoa de Alda, G. Ajlani et J. Houmard (2000), Synechocystis sp. PCC 6803 cya2, a prokaryotic gene that encodes a guanylyl cyclase, J. Bacteriol., 182(13):3839-3842.

J.A.G. Ochoa de Alda et J. Houmard (2000), Genomic survey of cAMP and cGMP signalling components in the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803, Microbiology, 146(12):3183-3194.

C. Ranquet, J. Geiselmann et A. Toussaint (2001), The tRNA function of SsrA contributes to controlling repression of bacteriophage Mu prophage, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98(18):10220-10225.





Équipes :


1.  CEG (Laboratoire Adaptation et Pathogénie des Microorganismes, FRE2620, université Joseph Fourier, Grenoble)

Johannes Geiselmann et Dominique Schneider font partie de l'équipe CEG dans le laboratoire Adaptation et Pathogénie des Microorganismes, placé sous la double tutelle de l'université Joseph Fourier (UJF) et du CNRS (FRE2620). Ils s'intéressent entre autres aux mécanismes moléculaires de l'adaptation des micro-organismes à leur environnement, ainsi qu'aux régulation de l'expression génique et rythmes circadiens chez les bactéries. Les organismes modèles surtout étudiés dans CEG sont Escherichia coli et Synechocystis PCC6803.

Participants au projet : Johannes Geiselmann (Pr université Joseph Fourier) et Dominique Schneider (MdC université Joseph Fourier).

Responsable de l'équipe et adresse : Johannes Geiselmann, CERMO, 460 rue de la Piscine, BP53, 38041 Grenoble Cedex 9.
Téléphone : 04 76 63 56 62
Courriel : Hans.Geiselmann@ujf-grenoble.fr
Page web : http://www.ujf-grenoble.fr/ujf/fr/recherche/labujf/pegm.phtml


2.  HELIX (INRIA Rhône-Alpes)

Le projet HELIX, bi-localisé à l'INRIA Rhône-Alpes (Grenoble) et l'université Claude Bernard (Lyon), s'intéresse à la bioinformatique. Au sein du projet, la bioinformatique est vue comme l'ensemble des méthodes et des outils informatiques destinés à modéliser, analyser et visualiser les diverses entités impliquées dans les processus d'expression et de transmission de l'information génétique, ainsi que les relations que ces entités entretiennent entre elles, en particulier au sein des réseaux géniques et métaboliques. Parmi les axes de recherche de HELIX, on compte la modélisation des gènes et l'inférence de motifs, l'organisation des génomes et cartographie comparée, la phylogénie et évolution, la modélisation dynamique des réseaux de régulation génique, la protéomique et la modélisation de données génomiques et post-génomiques.

Grégory Batt, Hidde de Jong et Michel Page travaillent sur la modélisation et la simulation de réseaux de régulation génique. Ils ont dévéloppé une méthode de simulation qualitative qui a été impléméntée dans l'outil GNA (Genetic Network Analyzer) et appliquée à des réseaux de régulation réels. Marie-France Sagot travaille entre autres sur des approches combinatoires pour l'analyse de séquences d'ADN. Avec Laurent Marsan elle a développé l'outil SMILE pour identifier les promoteurs des gènes et les sites de fixation des régulateurs de transcription dans un génome.

Participants au projet : Grégory Batt (doctorant UJF), Hidde de Jong (CR INRIA), Michel Page (MdC université Pierre Mendès France) et Marie-France Sagot (CR INRIA).

Chef de projet et adresse : François Rechenmann, INRIA Rhône-Alpes, 655 avenue de l'Europe, Montbonnot, 38334 Saint Ismier CEDEX.
Téléphone : 04 76 61 53 65
Courriel : francois.rechenmann@inrialpes.fr
Page web : http://www.inrialpes.fr/helix (en reconstruction)


3.  TOP (Laboratoire Organismes Photosynthétiques et Environnement, UMR 8543, École Normale Supérieure, Paris)

L'équipe TOP, dirigée par Jean Houmard, fait partie du Laboratoire Organismes Photosynthétiques et Environnement (UMR 8543), placé sous la double tutelle de l'École Normale Supérieure de Paris et du CNRS. Les membres de TOP ont pour objectif d'élucider les mécanismes moléculaires mis en jeu par les cyanobactéries -- procaryotes photosynthétiques qui produisent environ 20% de l'oxygène de la Planète -- lors de leur adaptation aux changements dans les paramètres environnementaux. Le rôle que pourraient jouer les nucléotides cycliques (AMPc et GMPc) dans ces phénomènes est plus particulièrement étudié. Chez les organismes eucaryotes, ces seconds messagers sont en effet impliqués dans nombre de régulations globales et les cyanobactéries sont, à ce jour, les seuls procaryotes à posséder les deux types de nucléotides cycliques.

Pour ces études, des approches aussi globales que possible sont menées, transcriptome (J.C. Cadoret) et protéome (J. Wang), sur des cyanobactéries modèles, pour lesquelless les séquences complètes de génome sont disponibles. Parallèlement, une caractérisation biochimique des enzymes et protéines impliquées dans les voies de transduction du signal est menée par Chantal Guidi-Rontani.

Participants au projet : Chantal Guidi-Rontani (CR CNRS) et Jean Houmard (DR CNRS).

Responsable de l'équipe et adresse : Jean Houmard, département de biologie, École Normale Supérieure, 46 rue d'Ulm, 75230 Paris Cedex 05.
Téléphone : 01 44 32 35 19
Courriel : jhoumard@biologie.ens.fr
Page web : http://www.biologie.ens.fr/fr/photoreg/umr8543_99.html



4.  PLIAGE (Laboratoire Logiciels Systèmes Réseaux, Institut d'Informatique et des Mathématiques Appliquées de Grenoble, université Joseph Fourier, Grenoble)

Participant au projet : Laurent Trilling (Pr université Joseph Fourier).

Responsable de l'équipe et adresse : Laurent Trilling, LSR-IMAG, 681, rue de la Passerelle, BP 72, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex.
Téléphone : 04 76 63 55 68
Courriel
: Laurent.Trilling@imag.fr
Page web : http://www-lsr.imag.fr/pliage.html





Agenda :

Réunion de démarrage : 27 février 2003 (ENS Paris)

Le compte-rendu de la réunion.