La Bioinformatique à Nancy Alexander Bockmayr LORIA – UMR 7503 CNRS/INRIA/Universités

Bioinformatique au LORIA Action transversale BIOINFO Recherche d’information: LANGUE et DIALOGUE/ECCO Extraction de connaissances: ORPAILLEUR Apprentissage statistique: CORTEX/MODBIO Algorithmes combinatoires: ADAGE Contraintes, optimisation: MODBIO Deux grands projets Génopole Strasbourg Alsace-Lorraine Contrat de Plan Etat-Région Lorraine (PRST Intelligence Logicielle)

Opérations dans le cadre du CPER Partenariats entre biologistes et informaticiens 6 équipes du LORIA 5 laboratoires de biologie sur Nancy (CNRS, INRA, INSERM, UHP) Détermination des enveloppes macromoléculaires (LCM3B - MODBIO) Prédiction de structures d’ARN et d’interactions ARN/ligands (MAEM – MODBIO) Reconnaissance des introns dans les séquences transcrites (MAEM – ADAGE/CORTEX/MODBIO)

Identification des promoteurs chez la bactérie Streptomyces ambofaciens (INRA – ADAGE) Interface Homme-Machine pour la recherche, la visualisation et le traitement des informations génomiques (UPRES 2402 – Langue et Dialogue/ECCO) Compréhension des réseaux d’expression de gènes bactériens (MAEM – MODBIO/ORPAILLEUR) Classification et mode d’action de signaux de régulation (INSERM - ORPAILLEUR) Interactions gène-environnement et maladies cardio-vasculaires (INSERM - ORPAILLEUR) Transfert horizontal chez les bactéries et la dynamique des génomes (INRA - ORPAILLEUR)

ModBio: Modèles informatiques en Biologie moléculaire Avant-projet INRIA depuis le 1/1/2001 Alexander Bockmayr (Pr, UHP) Arnaud Courtois (Thésard, UHP) Eric Domenjoud (CR CNRS) Damien Eveillard (Thésard, UHP) Emmanuel Gothié (Postdoc UHP) Miki Hermann (CR CNRS) Nicolai Pisaruk (Postdoc UHP – LISCOS) + Stagiaires

Thèmes de recherche Détermination de la structure des macromolécules Modélisation des systèmes biologiques pour comprendre la fonction

Domaines informatiques Contraintes Programmation par contraintes Résolution de contraintes Optimisation discrète Déduction automatique et complexité Apprentissage statistique

Détermination de la structure Enveloppes macromoléculaires (LCM3B - A. Urshumtsev; IMPB - V. Lunin) Structure des ARN (MAEM - C. Branlant, F. Leclerc) Structure secondaire des protéines (IBCP Lyon - G. Deléage ; UCI - P. Baldi)

Modélisation des systèmes biologiques Domaines biologiques Réseaux de régulation des gènes Voies métaboliques Transduction des signaux Modèles mathématiques/informatiques Réseaux booléens Equations différentielles Réseaux de Petri -calcul Modèles qualitatifs Systèmes hybrides - un cadre unificateur ?

Hybrid concurrent constraint programming Langage de modélisation et de simulation pour les systèmes hybrides Hybrid cc (Gupta et al., Xerox PARC/NASA) Déclaratif Compositionel Equations algébriques et différentielles Combinateurs cc (ask & tell) Programmation par contraintes pour la modélisation de systèmes biologiques (Bockmayr/Courtois 2001)

Perspectives Bioinformatique Outils informatiques pour aider les biologistes Modèles informatiques pour comprendre les systèmes biologiques Synergie entre biologie et informatique comme entre physique et mathématiques ? ``Biology is so digital, and incredibly complicated, but incredibly useful ...... Biology easily has 500 years of exciting problems to work on.'' (D.Knuth)