1- contexte scientifique et objectifs du projet

Le développement de tout organe implique un contrôle de la forme (morphogenèse) et de la taille (croissance cellulaire) des cellules qui le constituent, ainsi qu’une coordination de ces deux processus. Le caractère essentiel du contrôle de ces processus est souligné par le fait que les acteurs moléculaires qu’ils mettent en jeu (protéines) sont très conservés au cours de l’évolution. Ainsi, la drosophile constitue un excellent modèle pour leur étude in vivo. De plus, au-delà de ces aspects fondamentaux, 80 à 90% des cancers ont une origine épithéliale et la quasi-totalité de ces tumeurs, au moins dans leur phase la plus agressive, sont associées à une perte de la polarité cellulaire et une perte du contrôle de la croissance cellulaire. Il est par conséquent d’un intérêt biologique premier d’étudier ces mécanismes au sein des épithéliums.

Dans ce cadre, une équipe du GReD (partenaire 2) réalise en collaboration avec celle de Daniel St Johnston (Cambridge, UK) (partenaire 3) un crible génétique à grande échelle visant à identifier de nouvelles protéines impliquées dans la morphogenèse, le contrôle de la croissance et leur coordination dans un épithélium. Pour cela, ils ont mis au point une technique innovante qui va leur permettre de tester l’implication éventuelle dans ces processus de plusieurs milliers de gènes. Un tel crible devrait identifier un nombre conséquent d’acteurs moléculaires des mécanismes étudiés. Ceci pose deux problèmes 1) Comment déterminer quels sont les plus prometteurs en vue d’études plus approfondies pour des avancées scientifiques significatives dans les domaines de la biologie du développement ou de l’oncologie. 2) Comment arriver à intégrer l’ensemble de nos résultats de manière à en obtenir une vue compréhensible ?

A nos yeux, la solution repose sur une analyse bioinformatique de ces données fonctionnelles notamment en les intégrant aux données d’interactions physiques entre protéines qui sont retrouvées au niveau de plusieurs bases de données. Cependant, l’aspect très novateur de cette approche requiert des compétences informatiques importantes, c’est pour cette raison que notre laboratoire (LIMOS, partenaire 1) se place en coordonnateur du projet.

2- description du projet

L’objectif de ce projet est de développer une plateforme bioinformatique, accessible via un portail web, à destination des biologistes impliqués dans ce crible. Cette plateforme devra permettre d’intégrer les données expérimentales avec les informations disponibles sur le web dans différentes bases de données d’interaction protéines/protéines. De plus, différents outils bioinformatiques seront intégrés à cette plateforme, permettant aux utilisateurs de lancer des applications directement à partir du portail web. Ces différentes techniques auront pour objectif général la construction de réseaux de protéines présentant à la fois des interactions physiques et des similitudes fonctionnelles. Ces techniques seront principalement basées sur des méthodes de data mining comme les règles d’association ou les méthodes de clustering.

Les travaux porteront plus particulièrement sur le développement d’une base de données crible, d’outils bioinformatiques d’analyse de données, d’une base de données réseaux et d’un portail web. La mise en place de cette plateforme facilitera grandement l’exploitation de ces grandes quantités de données pour ses utilisateurs. Elle constituera une base essentielle pour des analyses plus poussées sur les fonctionnalités des complexes protéiques obtenus.

3- usage public ou contrôlé

Les outils bioinformatiques qui seront développés lors de ce projet sont novateurs et présentent un intérêt général pour la communauté scientifique. Ces outils seront donc mis à disposition du public. L’exploitation de nos données grâce à ces outils conduira à la production de résultats qui ne seront pas rendus public mais serviront plutôt de base scientifique pour des études détaillées à plus long terme.

4- résultats attendus :

Notre projet permettra d’établir à grande échelle des liens entre des informations moléculaires et des informations fonctionnelles concernant la morphogenèse épithéliale. Ces liens seront utilisés pour établir des réseaux de protéines présentant à la fois des interactions physiques et des similitudes fonctionnelles. Ces réseaux nous permettront deux choses : 1) avoir une vue d’ensemble des protéines intervenant dans les mécanismes que nous étudions 2) identifier des complexes protéiques ou tous les composants interviennent pour une même fonction. Ces deux éléments seront les fondements des critères qui détermineront quelles sont les protéines, ou complexes protéiques qui présentent le plus grand intérêt pour des études approfondies. Ces études pourront avoir une visée fondamentale et/ou plus biomédicale notamment dans le domaine de biologie des cancers.

Parallèlement à cela notre projet va permettre de développer des outils bioinformatiques novateurs qui seront mis à la disposition de la communauté scientifique.

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