Modélisation de réseaux biologiques
par Kirill Evlampiev
Thèse de doctorat en Physique théorique
Sous la direction de Hervé Isambert.
Soutenue en 2007
à Paris 6 .
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Résumé
Dans le présent mémoire, nous avons analysé les effets de l'évolution par duplication-divergence à différentes échelles génétiques sur les propriétés des réseaux d'interactions protéine-protéine et des réseaux de régulation transcriptionnelle. Pour les réseaux d'interactions protéine-protéine, nous avons démontré l'existence de deux régimes dynamiques stationnaires de croissance, exponentiel et sans échelle, et un régime non stationnaire dense. Nous avons trouvé que ces propriétés s'expliquent par la conservation statistique des protéines au cours de l'évolution et sont liées à la divergence asymétrique des gènes suivant leur duplication. Nous avons montré, en particulier, que les réseaux stationnaires conservés qui sont potentiellement les seuls d'intérêt biologique, sont aussi nécessairement sans échelle indépendamment des variations des paramètres microscopiques au cours de l'évolution. Ces conclusions sont confirmées par la comparaison des prédictions du modèle avec les propriétés mesurées de réseaux réels (la levure S. Cerevisiae). Pour les réseaux de régulation transcriptionnelle, nous avons identifié des régimes similaires pour les structures locales des connectivités in et out et avons montré que l'asymétrie observée entre degrés in et out dans les réseaux réels est la conséquence directe de l'asymétrie fonctionnelle entre les gènes régulateurs (facteurs de transcription) et leurs gènes cibles régulés.
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Titre traduit
Modeling of biological networks
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