Biologie systémique : standards et modèles

La biologie systémique est une nouvelle approche interdisciplinaire de la biologie qui élargit le champ de la biologie moléculaire pour étudier des ensembles d'éléments en interaction les uns avec les autres, c'est-à-dire des systèmes de molécules (ADN, protéines, complexes moléculaires, édifices supramoléculaires, petites molécules, etc.).

Pour observer simultanément tous ces systèmes d'éléments, la biologie systémique a recours aux différents domaines de la biologie à haut débit (génomique, transcriptomique, protéomique, métabolomique, etc.). Face à ce déluge d'information, sa première vocation est de réaliser l'intégration des données dans des modèles conceptuels. L'objet de tels modèles est d'expliquer les mécanismes de fonctionnement des systèmes étudiés et de prédire leur comportement et leur évolution. Pour répondre au défi de la biologie systémique, et afin de faciliter et d'assurer un meilleur partage des données entre chercheurs, la communauté scientifique internationale a engagé différentes initiatives de standardisation.

Cet ouvrage pionnier a été rédigé par plus de 25 spécialistes internationaux. Il traite, en 12 chapitres, des enjeux de ces procédures de standardisation : standardisation des domaines technologiques (transcriptome, protéome, etc.), standardisation des langages (ontologies, langages d'échange, langages spécifiques de domaine), standardisation des formalismes de représentation (graphiques, mathématiques), etc. La «preuve du concept» est illustrée, notamment, par le modèle de la cellule cardiaque et par son application au traitement de l'arythmie. Enfin, une théorie de l'intégration basée sur l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) fournit les outils nécessaires pour organiser les modèles multivue, multiéchelle, multireprésentation et multiformalisme qui rendent compte de la complexité des systèmes biologiques.