Thèse soutenue

Inférence logique de réseaux booléens à partir de connaissances et d'observations de processus de différenciation cellulaire
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Auteur / Autrice : Stéphanie Chevalier
Direction : Christine FroidevauxLoïc Paulevé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 29/09/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication
Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Informatique et sciences du numérique (2020-....)
Laboratoire : Laboratoire interdisciplinaire des sciences du numérique (Orsay, Essonne ; 2021-....) - Cancer et génôme: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe
Jury : Président / Présidente : Fatiha Saïs
Examinateurs / Examinatrices : Simon de Givry, Élisabeth Rémy, Franck Delaplace, Carito Guziolowski
Rapporteurs / Rapporteuses : Simon de Givry, Élisabeth Rémy

Résumé

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Les modèles dynamiques sont des outils importants pour l'exploration des mécanismes de régulation en biologie.Les travaux de cette thèse sont guidés par le besoin exprimé en biologie du développement et en cancérologie d'inférer automatiquement des réseaux booléens reproduisant des processus de différenciation cellulaire.En considérant les observations et les connaissances que les modélisateurs ont à disposition, ce mémoire de thèse présente une approche qui permet de modéliser la richesse de ce comportement cellulaire en inférant l’ensemble des réseaux booléens compatibles tout en passant à l’échelle des réseaux de régulation couramment considérés en biologie.Afin de développer cette méthode, les travaux présentés se décomposent en trois contributions principales.La première contribution est la proposition d'un cadre formel sur les propriétés des données collectées pour étudier la différenciation cellulaire. Ce cadre permet de raisonner sur les propriétés dynamiques souhaitées au sein des réseaux booléens pour qu’ils soient compatibles avec ce comportement cellulaire.La deuxième contribution porte sur l'encodage du problème d’inférence de modèles comme un problème de satisfiabilité booléenne dont les solutions sont les réseaux booléens compatibles avec les données biologiques. Pour cela, des contraintes sur la dynamique des réseaux booléens correspondant aux propriétés précédemment formalisées ont été implémentées en programmation logique.La dernière contribution est l’application à des problématiques biologiques réelles de la méthode d’inférence de modèles, nommée BoNesis, qui a été développée grâce aux contraintes créées. Ces applications ont montré l’apport de l’inférence d’ensemble de modèles pour l’analyse de processus et illustré la méthodologie de modélisation, de la préparation des données biologiques à l’analyse des modèles inférés.