Biologie des système: étudier processus complexe

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Bonjour à tous,

Je m’intéresse de plus en plus à la biologie des systèmes / biologie computationelle mais je n’ai très peu d’expérience là-dedans (je prends un cours en ce moment mais qui donne peu d’exemples…).

Je me demandais comment est-ce qu’on pourrait utiliser la biologie des systèmes pour étudier un processus complexe tel que la régulation du cholestérol (c’est le premier exemple auquel je pense mais si vous en avez d’autres, on peut en discuter d’autres).

Ça m’intéresse d’avoir vos avis et de discuter les avantages / désavantages de chaque méthode. :-)

Merci!

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Bonjour,

Pour ceux qui comme moi n’était pas familier du sujet : Biologie des systèmes.

La modélisation de systèmes constitue une partie de mon travail, mais ce sont des systèmes mécatroniques et je n’y connais pas grand chose en biologie. Il y a quand même des choses communes qui se cache derrière ce qu’on appelle « système ». C’est juste que je ne peux pas trop parler pour les systèmes biologiques.

L’approche système, c’est plus une manière d’aborder un problème qu’un ensemble de techniques en soi. Du coup, ta question « comment est-ce qu’on pourrait utiliser la biologie des systèmes pour […] » est un peu étrange. La question serait plutôt : comment modéliser le système de régulation du cholestérol ?

La première étape serait de bien identifier le système en question, c’est-à-dire de définir l'interface entre le système et le reste du monde. Ensuite, une étape utile est d’identifier, dans le reste du monde, ce qui fait partie de l'environnement du système, autrement dit, ce avec quoi il va interagir. Pour une régulation de la glycémie, on un système « corps humain », qui nous sort une glycémie (à voir comme un observable de l’état interne). Son environnement est composé de l’alimentation, de l’hydratation, des médicaments, de l’effort physique, et probablement de plein d’autres choses.

Une seconde étape serait de modéliser les constituants du système. Pour le cholestérol, je n’y connais rien, mais pour la glycémie par exemple, on aurait probablement besoin de modéliser la production d’insuline et de glucagon, leur transport, les différentes sources de glucose (alimentation et autre sources interne au corps), les différents consommateurs (muscles, cerveau, etc.), l’effet de la prise de médicaments… En fait, le choix exact de la modélisation dépend beaucoup des objectifs du modèle (et c’est vrai aussi en ingénierie). Par exemple, modéliser la glycémie par une constante est déjà un modèle efficace en soi, mais il ne rend pas compte des phénomènes d’hypoglycémie, du pic de glycémie post-prandial, de la régulation de la glycémie lors de l’effort, des pathologies comme le diabète, et n’est donc pas très utile.

En fonction de ce qu’on veut modéliser, on peut aller très loin. Modélisation statique ou dynamique, modèles comportementaux ou structuraux pour différents phénomènes, négligeabilité de certains phénomènes ou pas, … Bref toutes les techniques de modélisation connues.

En cherchant un peu, je me suis rendu compte que le SEBoK (un wiki dédié à l’ingénierie des systèmes) a une courte page consacrée aux systèmes biologiques.

Bref, je pourrai en parler pendant des heures. :D


En passant, biologie computationelle est très certainement un anglicisme. Le bon terme serait probablement biologie numérique, sur le modèle de la mécanique des fluides.

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