Traitement de l'information chez les organismes vivants ou comment les gènes sont régulés dans les cellules vivantes ; comment les physiciens peuvent (pourraient) contribuer à leurs compréhension en utilisant leurs outils théoriques (les équations différentielles, les processus stochastiques, la topologie,...) numériques (décrypter l'information contenu dans des tera-octets de fichiers) et expérimentaux ( optiques, sciences des polymères, microfluidique, application des forces faibles ...) ; pourquoi il faut bien manger sa soupe (bien comprendre ses leçons de physique, chimie et mathématiques) pour pouvoir participer à cette aventure.

Il existe des similitudes frappantes entre le fonctionnement d'un ordinateur et celle d'une cellule vivante. 50 cm 0.00050 cm

Dans un ordinateur : L'information est stockée sous formes de bits (0 et 1) sur un disque dûr. L'information est organisée sous formes de modules appelés programmes, sous-programmes, données, librairies,... Chaque module est connu du système d'exploitation (Windows, MacOS, Linux,...) par sa position sur le disque dûr et sa taille.

Dans une cellule : L'information est stockée sous formes de bases (A,T,C,G) sur un chromosome. L'information est organisée sous formes de modules appelés gènes (qui contiennent la recette pour fabriquer des protéines)

Exemples de schéma d'interaction entre gènes.

Exemples rééls d'interaction entre gènes.

Le physicien a un rôle à jouer ! Mais comment peut on analyser des schémas d'interaction aussi compliqués ? Le physicien a un rôle à jouer ! Comme pour les circuits électronique, il faut essayer de découper en sous-module

1. Décomposer en circuits simples (oscillateurs, mémoire, bistable, ...)

2. Comprendre la topologie générale des réseaux génétiques : de l'analogique au digital. Résister aux ou utiliser les fluctuations. Permettre la modularité. Robustesse. Développer d'autres approches que les équations différentielles : les équations booleans, la logique flou, ...

Lac Operon : Un bi-stable qui résiste suffisemment aux fluctuations, mais qui laisse de la place pour l'individualité non génétique.

Comment on mesure le fonctionnement des gènes ? Les puces d'ADN. Chaque pixel correspond à un gène. Si il est allumé, le gène est actif.

Comment on fabrique les puces d'ADN ? La technologie des masques et gravure issue du monde de silicium. La microfluidique. Les polymères conducteurs.

Comment on les lit ? Fluorescence (actuellement). Résonnace des Plasmons de Surface (bientôt ?).

Comment ont traite les tera-octets de données qu'on gènère avec les puces d'ADN ? la Bio-informatique.