Reconstruction ab initio de voies métaboliques

par Frédéric Boyer

Thèse de doctorat en Informatique. Systèmes et communication

Sous la direction de Laurent Trilling et de Alain Viari.

Soutenue en 2004

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La reconstruction des voies métaboliques d'un organisme est une tâche importante pour les biologistes et plusieurs approches ont déjà été proposées pour assister ce travail mais il y a un besoin pour des approches plus exploratoires. La première partie de cette thèse s'intéresse à la reconstruction ab initio de voies métaboliques. Cela consiste en la recherche d'un réseau réactionnel qui connecte au moins deux composés en se basant uniquement sur une base de réactions autoriées. Nous proposons une nouvelle formulation de ce problème qui considère les réactions comme transferts d'atomes entre composés chimiques. Une voie métabolique est ainsi associée à un transfert d'atomes entre deux composés. Le problème de la reconstruction est exprimé comme la recherche d'une composition d'injections partielles dont la taille de l'image est maximale. La complexite de ce problème a été étudiée et un algorithme le résolvant est présenté. La seconde partie présente la formalisation d'un problème de comparaison de graphes. Le cas particuliers traité dans cette thèse concerne la comparaison d'un réseau de réactions avec l'organisation spatiale des gènes sur le génome. Cette comparaison permet l'identification de voies métaboliques codées en opérons dans les génomes bactériens.


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  • Titre traduit

    Ab initio reconstruction of metabolic pathways : formalization et combinatorial approaches


  • Résumé

    Reconstructing the metabolic pathways of an orgnanism is a task of major importance and several approaches have already been proposed in order to help biologists in this task but more exploratory approaches are needed. The first part of this thesis emphasis on what we call ab initio metabolic pathway reconstruction. This is the problem of finding a reaction network connceting two or more compounds relying only on a database of feasible reactions. We propose here a new formulation for this problem. Given a set of biochemical reactions together with their substrates and products, we consider the reactions as transfers of atoms between the chemical compounds and we look for sequences of reactions transferring a maximal (or preset) number of atoms between a source and a sink compound. We state this problem as the one of finding a composition of partial injections that maximises the image size. The theoretical complexity of this problem has been studied and a practical algoritm to solve it is presented. Ths second part presents a formalization of a problem concerning graphs comparison. The particular case treated in this thesis concerns the comparison of a network of reactions with the spatial organization of genes on the genome. This comparison permits to identify operons encoded metabolic pathways.

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Informations

  • Détails : xviii-230 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.219-229

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0076
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0076/D
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