Sujet de stage de master 2 (Biophysique, Bioinformatique, Modélisation de Systèmes Biologiques, Biomathématique)

Information positionnelle, modèle d'interfaces mobiles et segmentation chez Clogmia.

L'information positionnelle est un concept central en biologie du dévéloppement. La prise de décision lors de la différentiation cellulaire

se fait en fonction de la position de la cellule dans l'embryon. Traditionnellement, on considère que l'information positionnelle est déterminée

par la concentration locale d'un gradient de substance (morphogène). Nos idées récentes [1,2,3] justifient une approche plus nuancée.

Les interactions entre les gènes du développement fournissent un "cadre de lecture" qui module l'information transmise par le morphogène.

Le modèle du circuit génétique [4] rend compte des interactions génétiques, mais son étude numérique et l'identification de ses parametres

sont des problèmes très difficiles. Ce modèle a été appliqué à l'étude de la segmentation chez la Drosophila par une équipe partenaire

(J.Reinitz, Université de Stony Brook).

Nous aimerons comprendre la segmentation d'autres insectes, pour lesquelles les données sont moins abondantes. Dans ce but, nous avons

simplifié le modèle du circuit génétique, en justifiant rigoureusement  le modèle d'interfaces mobiles [3]. Ce dernier modèle, plus simple et contenant

moins de paramètres, permetra l'analyse de la segmentation chez Clogmia.

Les profils spatio-temporels d'expression des genes gap chez la Clogmia sont déjà obtenus par une autre équipe

partenaire (Johannes Jaeger, CRG Barcelone). On se propose de vérifier si le modèle d'interfaces mobiles  explique les données

disponibles et d'analyser, via cette modélisation, les différences et les similitudes avec la segmentation chez la Drosophila.

Ce travail sera effectué dans le cadre de la nouvelle équipe de Biologie physique et systèmique dans le

laboratoire DIMNP (Montpellier, UMR 5235). Il bénéficiera, pour sa partie expérimentale, d'une collaboration avec le Centre de Régulation Génétique

à Barcelone (l'équipe de Johannes Jaeger). encadrant: O.Radulescu (ovidiu.radulescu@inria.fr, 04 67 14 41 83 )

Bibliographie.

[1] Manu, S.Surkova, AV.Spirov, V.Gursky, H.Janssens, A.Kim, O.Radulescu, CE.Vanario-Alonso,  D.H.Sharp, M.Samsonova, J.Reinitz.

Canalization of gene expression in the Drosophila blastoderm by gap genes cross regulation.

PLos Biology (2009) 7(3):e1000049.

[2] Manu, S.Surkova, AV.Spirov, V.Gursky, H.Janssens, A.Kim, O.Radulescu, CE.Vanario-Alonso,  D.H.Sharp,M.Samsonova, J.Reinitz.

Canalization of gene expression and domain shifts in the Drosophila blastoderm by dynamical attractors,

PLos Computational Biology (2009) 5(3): e1000303.

[3] S.Vakulenko, Manu, J.Reinitz et O.Radulescu. Having the right proportions: Interacting interfaces ensure robust spatial patterning.

accepté Phys.Rev.Lett.