Gestion, analyse et intégration des données transcriptomiques

Management, analysis and integration of transcriptomic data

• Auteur / Autrice : Antony Le Béchec
• Direction : Nathalie Théret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Bioinformatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Rennes 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

Foie

Analyse de réseau (planification)

Analyse des données -- Logiciels

Bases de données

Expression génique

Bioinformatique

Résumé

Dans le cadre de l'étude des mécanismes moléculaires impliqués dans les processus biologiques liés aux pathologies, la transcriptomique permet d’étudier l’expression de plusieurs milliers de gènes en une seule expérience. Les standards internationaux permettent actuellement de gérer la grande quantité de données générées par cette technologie et de nombreux algorithmes permettent le traitement et l’analyse des données d’expression. Le grand défi d’aujourd’hui réside dans l’interprétation des données, notamment par l’intégration de connaissances biologiques supplémentaires permettant la création d’un contexte d’étude aidant à la compréhension des mécanismes biologiques. Afin de répondre aux besoins liés à l’exploitation de ces données transcriptomiques, un environnement complet et évolutif a été développé, M@IA (Micro@rray Integrated Application), permettant de gérer les expériences de puces à ADN mais également traiter et analyser les données d’expression. Une méthode de biologie intégrative combinant de multiples sources de données a été conçue pour exploiter des listes de gènes différentiellement exprimés par l’interprétation de réseaux de gènes représentés sous forme de graphes d’interaction. Egalement, une méthode de méta-analyse de données d’expression de gènes issues de la bibliographie a permis de sélectionner et combiner des études similaires associées à la progression tumorale du foie. En conclusion, ces travaux s’intègrent totalement à l’actuel développement de la biologie intégrative, indispensable à la résolution des mécanismes physiopathologiques.

Aiming at a better understanding of diseases, transcriptomic approaches allow the analysis of several thousands of genes in a single experiment. To date, international standard initiatives have allowed the utilization of large quantity of data generated using transcriptomic approaches by the whole scientific community, and a large number of algorithms are available to process and analyze the data sets. However, the major challenge remaining to tackle is now to provide biological interpretations to these large sets of data. In particular, their integration with additional biological knowledge would certainly lead to an improved understanding of complex biological mechanisms. In my thesis work, I have developed a novel and evolutive environment for the management and analysis of transcriptomic data. Micro@rray Integrated Application (M@IA) allows for management, processing and analysis of large scale expression data sets. In addition, I elaborated a computational method to combine multiple data sources and represent differentially expressed gene networks as interaction graphs. Finally, I used a meta-analysis of gene expression data extracted from the literature to select and combine similar studies associated with the progression of liver cancer. In conclusion, this work provides a novel tool and original analytical methodologies thus contributing to the emerging field of integrative biology and indispensable for a better understanding of complex pathophysiological processes.