La bio-informatique est un domaine de recherche qui analyse et interprète des données biologiques, au moyen de méthodes informatiques, afin de créer de nouvelles connaissances en biologie

Il s'agit de la définition donnée par Isabelle Quinkal et François Rechenmann

 

On peut distinguer, très succinctement, deux aspects de la bio-informatique (2 types de métiers):

• Aspect analyse de données : Application des algorithmes et modèles statistiques dans l'objectif d'interpréter, classer, comprendre des données biologiques
• Aspect développement (computationnal biology en anglais) : Développement des modèles mathématiques et outils associés pour résoudre des problèmes biologiques

La biochimie est une science qui étudie la structure et les réactions chimiques des molécules au sein ou issues des matières vivantes. Elle permet en particulier de mieux comprendre le fonctionnement de l’organisme. La biochimie s’intéressant à la structure, aux processus, aux transformations cellulaires et à la communication dans et entre les cellules, elle participe naturellement à la recherche sur le cancer.

(ou biologie des systèmes ou encore biologie intégrative)

La biologie systémique a pour but d’étudier et de comprendre les règles fondamentales qui régissent le fonctionnement global et dynamique d’une cellule. Elle se concentre sur des ensembles d’éléments en interaction les uns avec les autres (ADN, protéines, complexes moléculaires, édifices supramoléculaires, petites molécules, etc.).

Standards et modèles pour la biologie

En effet, depuis plusieurs dizaines d’années, le séquençage de génomes humains complets génère une masse de plus en plus importante de données expérimentales issues de sources différentes. Ces données sont de nature variée et fournissent une information détaillée sur les composants individuels d’une cellule mais insuffisante pour comprendre la dynamique d’une cellule vivante.

Des interactions dynamiques

Les diverses collaborations avec des équipes expérimentales constituent un atout majeur dans cette approche. Le but principal est de mettre à profit des compétences de mathématiques appliquées, et notamment d’automatique, afin de construire des modèles dynamiques de réseaux d’interaction complexes, omniprésents en biologie cellulaire.

 

Quel est l’apport de la biologie des systèmes dans la recherche médicale ?

La biologie des systèmes s’attache, via la modélisation mathématique, à comprendre comment fonctionnent, communiquent et s’articulent entre eux les systèmes biologiques. Cette discipline est notamment utilisée dans le traitement des cancers.

La biologie des systèmes permet de prendre en compte plus tôt le contexte biologique dans le processus de développement de médicament. Son but est de comprendre comment la modification de l’environnement (pollution, mode de vie, alimentation...) influence les voies métaboliques. Elle permet alors de mieux comprendre la maladie. Elle entend aussi mieux identifier le mode d’action véritable d’un médicament par une analyse de tous les niveaux d’organisation du système, en modifiant tous les paramètres possibles.

La recherche médicale passe ainsi de la biologie moléculaire traditionnelle – de nature réductionniste, concentrée principalement sur la caractérisation des composants individuels de la cellule – à une biologie systémique qui met l’accent sur le tout plutôt que sur les composants.

L'ADN se présente comme une molécule en double hélice de «brins» (ou chaînes) de 2nm de diamètre : on dit que l’ADN est «double brin». Ces brins antiparallèles (de direction opposée) sont enroulés l'un autour de l'autre comme un pas de vis, et regroupés par des «ponts». Comme l'information génétique est dupliquée sur chacun des deux brins, un brin endommagé peut être réparé à partir du brin correspondant resté intact. Cependant, la mauvaise réparation ou l’absence de réparation d’un brin lésé conduit à la mort de la cellule ou à des réarrangements chromosomiques pouvant être à l’origine de cancers.

L'ADN se présente comme une molécule en double hélice de «brins» (ou chaînes) de 2nm de diamètre : on dit que l’ADN est «double brin». Ces brins antiparallèles (de direction opposée) sont enroulés l'un autour de l'autre comme un pas de vis, et regroupés par des «ponts».

Comme l'information génétique est dupliquée sur chacun des deux brins, un brin endommagé peut être réparé à partir du brin correspondant resté intact. Cependant, la mauvaise réparation ou l’absence de réparation d’un brin lésé conduit à la mort de la cellule ou à des réarrangements chromosomiques pouvant être à l’origine de cancers.