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Modelisation De La Dynamique Des Reseaux Biologiques
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Book Synopsis Modélisation de la dynamique des réseaux biologiques by : Hana Hazgui
Download or read book Modélisation de la dynamique des réseaux biologiques written by Hana Hazgui and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation statistique de données biologiques, et plus particulièrement à l'étude de l'information génétique et protéique.Dans un premier volet, nous avons amélioré un modèle statistique des données immunologiques existant chez la souris, que nous avons transposé à l'homme, afin d'étudier les différentes recombinaisons qui apparaissent au sein du thymus, à la fin de la vie embryonnaire, entre les segments des gènes de la portion V(D)J du chromosome 14 humain, appelées recombinaisons V(D)J.Dans un deuxième volet, nous avons étudié l'information génétique par le biais des réseaux de régulations génétique, celui de la maladie familiale « atrésie biliaire », ainsi que dans les réseaux de contrôle du système immunitaire, que nous avons appelés « Immunetworks ».Dans un troisième volet, nous proposons une nouvelle approche de la compression des données biologiques, qui intègre une étape de modélisation des processus dynamiques qui leur ont donné naissance : nous avons appelé cette approche la transformée Dynalet et nous l'appliquons, entre autres, à des signaux de spectrométrie RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) des protéines et acides nucléiques. Cette méthode consiste à convertir les signaux de spectrométrie en sons, afin de construire une lutherie anharmonique permettant de reproduire les pics de relaxation périodisés, issus des spectres RMN des 20 acides aminés, ainsi que de ceux des 4 bases nucléiques azotées.
Book Synopsis Modélisation incrémentale des réseaux biologiques by : Anastasia Yartseva Smidtas
Download or read book Modélisation incrémentale des réseaux biologiques written by Anastasia Yartseva Smidtas and published by . This book was released on 2007 with total page 172 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le domaine scientifique de la Biologie des Systèmes étudie les interactions entre les composantes d'un système biologique afin d'en comprendre son fonctionnement global. Au cours de cette these, nous avons d’abord utilisé des graphes simples. Cette approche a permis d' appréhender la manière dont un réseau biologique peut interagir avec son environnement, lui-même modélisé par un autre réseau. Nous avons ensuite défini le formalisme MIB (Model of Interactions in Biology) qui permet de définir, rechercher et étudier les motifs hétérogènes. Enfin pour approfondir l'étude de la structure et de la dynamique, nous avons proposé le formalisme MIN. MIN possède la structure bipartie de MIB, mais permet d'avoir des annotations beaucoup plus riches des noeuds et des arcs du réseau qui peuvent être utilisées pour la traduction des données automatiquement en d'autres formalismes couramment utilisés en modélisation biologique, tels que les équations différentielles ou la modélisation logique.
Book Synopsis Approches symboliques de la modélisation et de l’analyse des systèmes biologiques by : Cédric Lhoussaine
Download or read book Approches symboliques de la modélisation et de l’analyse des systèmes biologiques written by Cédric Lhoussaine and published by ISTE Group. This book was released on 2022-07-01 with total page 416 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La biologie des systèmes, ou biologie systémique, est une approche de la biologie qui consiste à englober la complexité des interactions entre les entités biologiques dans un tout systémique. Le but étant de comprendre l’émergence de propriétés physiologiques ou fonctionnelles. Approches symboliques de la modélisation et de l’analyse des systèmes biologiques présente les apports de méthodes formelles issues de l’informatique pour la modélisation de la dynamique des systèmes biologiques. Il traite plus spécifiquement des méthodes symboliques, c’est-à-dire qui peuvent établir des propriétés qualitatives des modèles. Cet ouvrage expose différentes approches liées à la sémantique, au langage, à la modélisation et à leur lien avec les données, et nous permet d’examiner des problèmes fondamentaux et des défis auxquels nous confronte la biologie des systèmes. Une première partie regroupe des travaux qui s’appuient sur les diverses données accessibles pour construire des modèles alors que la seconde présente des contributions autour des questions de la sémantique et des méthodes formelles.
Book Synopsis Modélisation algébrique de la dynamique multi-échelles des réseaux de régulation biologique by : Maxime Folschette
Download or read book Modélisation algébrique de la dynamique multi-échelles des réseaux de régulation biologique written by Maxime Folschette and published by . This book was released on 2014 with total page 141 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation de réseaux biologiques by : Kirill Evlampiev
Download or read book Modélisation de réseaux biologiques written by Kirill Evlampiev and published by . This book was released on 2007 with total page 204 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le présent mémoire, nous avons analysé les effets de l'évolution par duplication-divergence à différentes échelles génétiques sur les propriétés des réseaux d'interactions protéine-protéine et des réseaux de régulation transcriptionnelle. Pour les réseaux d'interactions protéine-protéine, nous avons démontré l'existence de deux régimes dynamiques stationnaires de croissance, exponentiel et sans échelle, et un régime non stationnaire dense. Nous avons trouvé que ces propriétés s'expliquent par la conservation statistique des protéines au cours de l'évolution et sont liées à la divergence asymétrique des gènes suivant leur duplication. Nous avons montré, en particulier, que les réseaux stationnaires conservés qui sont potentiellement les seuls d'intérêt biologique, sont aussi nécessairement sans échelle indépendamment des variations des paramètres microscopiques au cours de l'évolution. Ces conclusions sont confirmées par la comparaison des prédictions du modèle avec les propriétés mesurées de réseaux réels (la levure S.Cerevisiae). Pour les réseaux de régulation transcriptionnelle, nous avons identifié des régimes similaires pour les structures locales des connectivités in et out et avons montré que l'asymétrie observée entre degrés in et out dans les réseaux réels est la conséquence directe de l'asymétrie fonctionnelle entre les gènes régulateurs (facteurs de transcription) et leurs gènes cibles régulés.
Book Synopsis Méthodes pour l'ingénierie des réseaux biologiques by : Hedi Ben Amor
Download or read book Méthodes pour l'ingénierie des réseaux biologiques written by Hedi Ben Amor and published by Presses Academiques Francophones. This book was released on 2013 with total page 272 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cet ouvrage concerne l'ingenierie des systemes complexes a partir d'une dynamique souhaitee et quelques connaissances sur leurs structures. En premiere partie, nous nous interessons aux populations d'oscillateurs et aux reseaux de regulation genetique. Dans une premiere partie, nous nous fondons sur une hypothese, introduite en neurosciences, qui souligne le role de la synchronisation neuronale dans le traitement de l'information cognitive. Nous proposons de l'utiliser sur un plan plus large pour etudier la calcul a base de populations d'oscillateurs. En deuxieme partie, nous proposons d'utiliser une approche par contraintes pour identifier des reseaux de regulation genetique a partir de connaissances partielles sur leur dynamique et leur structure. Nous montrons l'absence d'unicite des solutions dans l'ensemble des modeles valides ainsi que le potentiel de cette approche dans la determination et la classification de modeles de reseaux de regulation genetique. Ce travail s'adresse a des chercheurs et des doctorants en informatique interesses par la modelisation des systemes biologiques et par des nouvelles methodes de calcul non conventionnel.
Book Synopsis Modélisation hybride et analyse des dynamiques des réseaux de régulations biologiques en tenant compte des délais by : Jamil Ahmad
Download or read book Modélisation hybride et analyse des dynamiques des réseaux de régulations biologiques en tenant compte des délais written by Jamil Ahmad and published by . This book was released on 2009 with total page 260 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les réseaux de régulation biologiques (RRB) représentent les interactions entre des entités biologiques. Par exemple, les réseaux de régulation génétiques sont des graphes dont les sommets représentent les gènes ou les produits (ARN ou protéines) et les arcs représentent leurs interactions. Cette thèse propose le formalisme d'automates hybride linéaire (AHL) pour l'analyse automatique des dynamiques des RRB. Le formalisme qualitatif de René Thomas est une approche bien connue pour la modélisation discrète et l'analyse des dynamiques des RRB. Il détermine le comportement qualitatif des RRB d'une manière rigoureuse. A partir d'un modèle discret, il n'est pas réellement possible (à cause de l'abstraction complète du temps) de déterminer des trajectoires particulières et en particulier des trajectoires cycliques ou non-cycliques. En nous basant sur le formalisme discret de René Thomas, nous introduisons la modélisation hybride des RRB par le formalisme des automates hybrides linéaires (AHL) qui prennent en compte les délais de production et de dégradation des produits de gènes. La modélisation hybride capture les deux types de comportement c'est-à-dire l'évolution discrète de niveau d'expression ainsi que l'aspect temporel (avec le temps) d'évolution continue des produits de gènes. Cette modélisation nous permet de faire l'analyse des AHL par l'outil de model-checking comme Hy-Tech pour l'accessibilité, les comportements cycliques comme le noyau d'invariance, les états stables et les chemins entre deux états donnés. Ces comportements abordent les aspects qui sont intéressants pour les biologistes. Par exemple, les cycles représentent l'homéostasie tandis que les états stables représentent la multi-stationnarité. Tous les comportements que nous analysons sont caractérisés par des contraintes de délais. Ces contraintes sont des conditions pour l'existence de ces différents comportements. Nous présentons les méthodes pour les calculs de la longueur, du volume et du diamètre du noyau d'invariance. Ces différentes mesures nous permettent d'introduire une notion de stabilité du noyau d'invariance. L'approche de modélisation hybride est appliquée sur plusieurs exemples réels des RRB. Ces exemples sont le RRB de la bactérie Pseudomonas aeruginosa, le RRB du cycle circadien du mammifère, le RRB du virus phage lambda, le système d'activation et de latence de la cellule-T et le réseau pour la réponse de la carence en carbone chez Escherichia coli.
Book Synopsis Modélisation grande échelle de réseaux biologiques by : Philippe Veber
Download or read book Modélisation grande échelle de réseaux biologiques written by Philippe Veber and published by . This book was released on 2007 with total page 147 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les techniques de biologie moléculaire haut-débit permettent de mesurer un grand nombre de variables simultanément. Nous abordons la question de leur intégration : comment combiner les différentes sources dans un modèle et en tirer des conclusions pertinentes ? Nous introduisons un critère de consistance entre un modèle graphique des régulations cellulaires et des données de déplacement d'équilibre. Nous montrons ensuite comment l'utiliser pour obtenir des prédictions ou proposer des corrections en cas d'incompatibilité. Ces différentes tâches impliquent la résolution de contraintes à variables sur domaines finis, pour lesquelles nous proposons deux approches complémentaires. L'utilisation de ces techniques est illustrée avec des données réelles sur la bactérie E. coli et sur la levure. Nous montrons enfin, sur ces données, comment notre critère de consistance nous permet d'arriver à des prédictions robustes, ainsi que des corrections pertinentes du modèle étudié.
Book Synopsis Modélisation bioinformatique des réseaux de régulation génétique et métabolique by :
Download or read book Modélisation bioinformatique des réseaux de régulation génétique et métabolique written by and published by . This book was released on 2011 with total page 206 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'analyse des réseaux biologiques est confrontée à la complexité des régulations entre les différentes entités en présence (gènes, métabolites, enzymes, facteurs de transcription). Dans cette thèse, nous proposons une approche générale afin de mieux intégrer les régulations de l'expression des gènes dans l'étude du comportement des réseaux métaboliques. Le but visé par les trois parties de notre approche est de faciliter l'identification des cibles potentielles de la dérégulation des processus biologiques spécifiques. Ainsi notre approche a été appliquée à l'étude du métabolisme des monocarbones (MMC). La première partie de notre approche consiste à concevoir des modèles mathématiques en se basant sur la théorie des systèmes dynamiques avec intégration des conditions expérimentales dans l'identification des paramètres de chaque modèle. Dans cette partie, nous construisons un modèle continu de réseau métabolique en intégrant les conditions expérimentales à l'aide de la programmation logique. Cette partie nous permet de compléter la démarche usuelle de modélisation continue des réseaux métaboliques en y intégrant les connaissances biologiques en fonction des conditions expérimentales. Une application de notre méthode sur le MMC nous a permis d'étudier le déficit en folates, la mutation génétique de la MTHFR avant d'isoler les métabolites qui sont modulées par ces anomalies biologiques. La deuxième partie porte sur l'analyse bioinformatique des données d'expression des gènes (ADE). Nous avons proposé dans cette partie une démarche intégrée en 12 étapes pour l'analyse des données d'expression des gènes issues des techniques microarray et de PCR. Cette démarche a été appliquée à 4 jeux de données expérimentales pour étudier l'impact des contaminants alimentaires (arsenic et fumonisine) sur la régulation des processus biologiques. Les résultats obtenus ont permis de valider expérimentalement certaines hypothèses de la première partie et de comprendre l'impact de ces contaminants alimentaires sur les gènes du MMC en présence ou en l'absence des folates. La troisième partie du travail consiste à construire formellement la relation entre le gène et le métabolite. Nous avons alors construit un réseau de régulation floue à partir des résultats d'analyse d'expression de gènes de la partie précédente. Le réseau a été construit en utilisant la théorie de la logique floue et les contraintes spécifiques issues des connaissances de la littérature et du réseau métabolique de la première partie. Une fois le réseau des gènes construit, nous avons intégré l'influence des facteurs de transcription et le modèle métabolique de la première partie afin d'obtenir le modèle de la régulation gène-métabolite. L'application de notre approche à l'étude du métabolisme des monocarbones a permis de comprendre l'influence du déficit en donneur du groupement méthyle (le 5-méthyltétrahydrofolate) et l'influence de la présence de contaminants alimentaires (arsenic et fumonisine B1). Les résultats montrent par simulation que le déficit en groupement méthyle provoque des modifications transcriptionnelles dans les voies de transméthylation et de reméthylation. Ce qui a été confirmé expérimentalement avec les données d'expression des gènes.
Book Synopsis Modélisation Et Analyse Des Réseaux de Régulation Biologiques by : Jonathan Fromentin
Download or read book Modélisation Et Analyse Des Réseaux de Régulation Biologiques written by Jonathan Fromentin and published by Omniscriptum. This book was released on 2010-06 with total page 116 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les r seaux de r gulation biologiques sont des syst mes complexes dans lesquels les entit s biologiques interagissent entre elles, faisant ainsi merger des comportements particuliers. Dans mon activit de recherche, j'ai propos une m thodologie g n rale afin de mieux comprendre les m canismes en jeu dans ces r seaux de r gulation et tout particuli rement dans ceux ayant un comportement oscillatoire. De fa on g n rale, les diff rentes parties de cette m thodologie ont pour but, soit d'analyser des syst mes biologiques de plus en plus grands, soit de raffiner les analyses sur des mod les moins cons quents. Ces travaux utilisent les propri t s temporelles des mod les biologiques qui sont souvent abondantes mais encore relativement peu exploit es. Pour parvenir int grer les donn es temporelles, j'ai d velopp des mod lisations hybrides qui combinent dans leurs comportements des aspects purement qualitatifs ainsi que des aspects quantitatifs.
Book Synopsis Dynamique markovienne ternaire cyclique sur graphes et quelques applications en biologie mathématique by : Vincent Painchaud
Download or read book Dynamique markovienne ternaire cyclique sur graphes et quelques applications en biologie mathématique written by Vincent Painchaud and published by . This book was released on 2021 with total page 147 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La modélisation de phénomènes biologiques qui impliquent un très grand nombre d'unités pose toujours un défi. De nombreux modèles présentent une vision globale de la dynamique moyenne du phénomène sous la forme d'un système d'équations différentielles ordinaires. C'est le cas notamment du modèle de Wilson-Cowan, qui décrit l'activité qui se propage dans un réseau de neurones biologiques. Une limite importante de ce modèle est qu'il néglige d'éventuelles corrélations entre les états de différents neurones. L'objectif premier de ce mémoire est ainsi de le généraliser afin de décrire de telles corrélations. On veut aussi mieux en comprendre les fondements mathématiques et les liens qu'il a avec des modèles semblables utilisés en épidémiologie et en écologie. Pour s'attaquer à ce problème, on construit une chaîne de Markov en temps continu qui décrit l'évolution des états des nœuds d'un graphe, et qui peut ainsi modéliser un phénomène biologique d'un point de vue microscopique. Étant donné le très grand nombre de nœuds que comporte le graphe, ce modèle microscopique est difficile à analyser. À partir du processus stochastique, on obtient alors par un moyennage un système d'équations différentielles ordinaires afin de décrire la dynamique sur le graphe d'un point de vue macroscopique. Deux applications de cette méthode sont alors présentées : l'une en épidémiologie et l'autre en neurosciences. On se concentre particulièrement sur l'application en neurosciences, qui permet de décrire la dynamique d'un réseau de neurones biologiques et de généraliser le modèle de Wilson-Cowan. En effet, on arrive à proposer deux nouveaux systèmes qui sont des extensions de ce modèle, puisqu'elles permettent de considérer des corrélations entre les états de différents neurones. On présente finalement un exemple dans lequel le comportement dynamique de l'une de ces extensions est plus près du comportement du processus stochastique que celui du modèle de Wilson-Cowan.
Book Synopsis Modélisation et simulation de systèmes biologiques à l'aide de réseaux de Pétri by : Simon Hardy
Download or read book Modélisation et simulation de systèmes biologiques à l'aide de réseaux de Pétri written by Simon Hardy and published by . This book was released on 2004 with total page 166 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Mécanismes de conception de modèles discrets fondés sur la théorie des jeux pour l’étude des réseaux d’interactions biologiques by : Chafika Chettaoui
Download or read book Mécanismes de conception de modèles discrets fondés sur la théorie des jeux pour l’étude des réseaux d’interactions biologiques written by Chafika Chettaoui and published by . This book was released on 2007 with total page 145 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La théorie des jeux permet de décrire des systèmes d’interactions complexes entre agents. Dans le cadre de la modélisation des interactions moléculaires, nous avons appliqué cette théorie afin d’étudier la dynamique des réseaux d’interactions à partir d’observations. L’objet est de calculer les équilibres correspondant à des phénotypes cellulaires. Le modèle permet de valider la cohérence des réseaux étudiés impliqués dans la migration métastasique via une molécule PAI-1 et permet également de proposer des prédictions sur la structure de ces réseaux. Afin d’accélérer le calcul des équilibres, nous avons établi des méthodes de prédiction à partir de la simple donnée de la structure du réseau. Elle conduit à la formulation d’un problème k-SAT qui se réduit fréquemment à un problème 2-SAT résolvable en un temps polynomial.
Book Synopsis Formalisation des réseaux de régulations biologiques by : Vincent Bassano
Download or read book Formalisation des réseaux de régulations biologiques written by Vincent Bassano and published by . This book was released on 2004 with total page 204 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'un des enjeux émergents de la biologie moléculaire est la modélisation. Parmi les paradigmes principaux de modélisation se rencontre une approche initiée par le biologiste R. Thomas qui concerne les réseaux de régulations biologiques (RRB). Ici, nous en fixons des définitions formalles génériques, dont on extrait des cadres de modélisation. Après une première définition "semi-formelle" (chapitre 2) nous présentons la spécification de cadres génériques (chapitre 3) en se basant sur des graphes bipartis. Nous décrivons notre approche par : la description de la topologie (chapitre 4) ; les paramétrisations et les marquages (chapitre 5) ; une sémantique généralisée des dynamiques (chapitre 6). Au chapitre 7, nous explicitons une méthode pour formaliser la topologie booléenne d'un réseau sous la forme d'un système d'équations booléennes. C'est un aspect novateur de notre travail qui justifie l'utilisation de graphes bipartis pour la modélisation des RRB.
Book Synopsis Méthodes et problématiques de modélisation dynamique by : École nationale vétérinaire (Lyon).
Download or read book Méthodes et problématiques de modélisation dynamique written by École nationale vétérinaire (Lyon). and published by . This book was released on 1996 with total page 284 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Dynamiques de réseaux complexes, modélisation et simulations by : Mohamed Maama
Download or read book Dynamiques de réseaux complexes, modélisation et simulations written by Mohamed Maama and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est d'analyser théoriquement et numériquement la dynamique d'un réseau de neurones excitateurs et inhibiteurs d'équations différentielles ordinaires (ODE) de type Hodgkin-Huxley (HH) inspiré du cortex visuel primaire V1. Le modèle met l'accent sur une approche combinant un entraînement stochastique entraîné pour chaque neurone et des entrées récurrentes résultant de l'activité du réseau. Après un examen de la dynamique d'une seule équation HH, pour les cas déterministes et stochastiques, nous procédons à l'analyse du réseau. Notre analyse numérique met en évidence des propriétés émergentes telles que la synchronisation et la synchronisation partielles, les ondes d'excitabilité et les oscillations dans la fréquence de la bande gamma.
Book Synopsis Etude d'une classe d'équations différentielles affines par morceaux modélisant des réseaux de régulation biologique by : Etienne Farcot
Download or read book Etude d'une classe d'équations différentielles affines par morceaux modélisant des réseaux de régulation biologique written by Etienne Farcot and published by . This book was released on 2005 with total page 169 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse aborde une classe de modèles de la dynamique de réseaux d'interaction biologique, en particulier génétique, définis comme systèmes d'équations différentielles affines par morceaux. Les morceaux en question sont des pavés d'un espace euclidien, dont la dimension est le nombre d'éléments en interaction dans le réseau. Chaque coordonnée représente le niveau d'activité d'un des éléments. La thèse se décompose en trois parties. Premièrement, après une brève introduction biologique, les modèles mathématiques les plus connus sont présentés. Les modèles affines par morceaux sont décrits de manière détaillée, et certains liens avec des modèles purement discrets, ainsi qu'avec des modèles différentiables incluant des sigmoïdes, sont précisés. Un récapitulatif détaillé de la littérature sur le sujet est fourni. Dans une deuxième partie, des résultats théoriques sont présentés. L'analyse des orbites périodiques, développée dans la littérature pour des systèmes linéaires par morceaux, est étendue au cas affine par morceaux. Ensuite, un point de vue géométrique et combinatoire est porté sur la dynamique locale, au niveau des pavés décrits plus haut. Les conséquences globales de cette analyse locale sont décrites en termes de dynamique symbolique. Il est montré en particulier que l'entropie topologique des systèmes affines par morceaux est strictement inférieure à celle de modèles purement discrets, pour une large classe de systèmes. La troisième partie concerne l'analyse numérique des systèmes étudiés. Après une présentation des algorithmes implémentés, un jeu de données de simulations en dimension 4 est analysé, ainsi qu'un exemple plus spécifique en dimension 3.
