VICANNE meeting

10.00 Accueil cafétéria
10.30 Présentation de la rencontre, François Fages.

11.00 Marcelline Kaufman, ULB Bruxelles,
Causalité circulaire dans le réseau p53-mdm2: Approches logique et différentielle
La protéine p53 est un régulateur transcriptionnel de nombreux gènes impliqués notamment dans l arrêt du cycle cellulaire, la réparation de l ADN et l'apoptose. De ce fait elle joue un rôle important dans le contrôle de la prolifération de cellules malignes. Le niveau de cette protéine est étroitement régulé par l ubiquitine ligase mdm2 au travers d un circuit de rétroaction négatif. Ce circuit permet d éviter la présence permanente de niveaux élevés de p53 qui serait létale pour les cellules. Dans des conditions normales, le niveau de p53 est bas. Il ne devient important que lorsque les cellules sont soumises à un stress ou endommagées, par exemple par des radiations ionisantes, des signaux de croissance aberrants ou des drogues. En particulier, les dommages à l ADN résultant de radiations ionisantes conduisent à une augmentation du niveau de p53 qui, à son tour, active le processus de réparation de l ADN, empêchant ainsi la prolifération de cellules génétiquement instables.
Pour modéliser la dynamique du réseau p53-mdm2 après irradiation, nous avons combiné une approche qualitative en termes de variables et fonctions discrètes et une approche plus quantitative en termes d équations différentielles. Cette stratégie permet:
- de mettre en évidence le lien étroit entre la structure et les propriétés dynamiques d un réseau de régulation
- de rendre compte des principales observations expérimentales concernant tant les cellules individuelles que les populations cellulaires, et d interpréter la variabilité entre cellules de même type cellulaire et de types cellulaires différents
- d'illustrer la complémentarité entre les approches logique et différentielle.

12.00 Vincent Danos, CNRS Univ. Paris 7
A model's model

13.00 Déjeuner cafétéria

14.00 Keynote talk: Bela Novak, Budapest University and Hungarian Academy of Sciences,
The Eukaryotic Cell Cycle: Molecules, Mechanisms, Modules and Mathematical Models
The physiology of a cell is largely determined by complex networks of interacting proteins. For example, eukaryotic cell division is regulated by an underlying cell cycle engine that is known in great detail. To understand the dynamics of such a complicated control system requires sophisticated theoretical and computational tools. Our approach is to decompose the cell cycle engine into "modules" that are responsible for the characteristic transitions of the cell cycle (G1/S, G2/M and meta/anaphase) and to analyse these modules by standard tools of dynamical system theory (phase plane techniques, stability analysis, bifurcation theory etc.). We will show that some of the modules (G1/S and G2/M) are based on antagonistic relationships between cell cycle regulators. As a consequence of this antagonism, these modules operate as switches with different turning-on and turning-off points, a phenomenon called hysteresis. In contrast, the mitotic module, which is based on a negative feedback loop, operates as an oscillator. We will also describe how to assemble G1/S-, G2/M- and meta/anaphase-modules into a comprehensive model of the eukaryotic cell cycle and we will also discuss the mechanisms by which cell cycle checkpoint pathways stabilise cell cycle states and inhibit the transitions that drive cell cycle progression.

15.00 Anne Siegel, IRISA Rennes, (travail commun avec O. Radulescu, E. Pécou et S. Laguarrigue)
E tude des déplacements d'équilibre d'un modèle différentiel par décomposition en modules
Le métabolisme des lipides dans le foie présente deux modes de fonctionnement distincts: lipogénèse et lipolyse. On ne sait pas si le processus qui permet de passer de la lipogénèse à la lypolyse est un saut (switch, bistabilité) ou un déplacement (shift, unique état d'équilibre). On propose un modèle différentiel abstrait du métabolisme des lipides, intégrant une parties de ses régulations génétiques, hormonales et métaboliques. Ce modèle est défini sous forme qualitative. On utilise une décomposition en modules admettant chacun un unique état d'équilibre pour donner une condition globale d'unicité d'équilibre. Cette condition est discutée et illustrée pour des jeux de paramètres.

16.00 Pause café

16.30 Ralf Blossey, IRI Lille, (travail commun avec Luca Cardelli et Andrew Phillips (Microsoft))
Une approche compositionnelle pour la dynamique des réseaux de régulation
Nous proposons une approche compositionnelle pour la dynamique des réseaux de régulation basée sur pi-calcul stochastique. L'approche permet la construction des circuits d'une façon simple et efficace. La puissance de notre approche est illustrée par l'application aux réseaux artificiels introduits par S. Leibler et al. Nos résultats soulignent l'importance des effets stochastiques dans la dynamique de ces réseaux.

17.30 Fabien Tarissan, CNRS Univ. Paris 7
Méthodes formelles pour l'analyse et la synthèse de phénomènes d'auto-organisation
La biologie moléculaire décrit aujourd'hui avec précision les composants des réseaux qui forment l'architecture des systèmes intracellulaires. La question se pose d'en déterminer l'organisation. On aimerait en particulier comprendre comment une forme, une structure de connexion plus abstraite ou plus généralement un phénomène collectif peuvent émerger de multiples interactions locales entre composants élémentaires.
A ce niveau de généralité, la question semble difficile à formaliser, ce qui suggère la définition d'un cadre général dans lequel formuler puis résoudre ce type de problème. Une étape d'idéalisation préliminaire passe par une description du comportement global d'un système par une grammaire de transformation de graphes. Le problème de l'auto-organisation revient alors à un problème de consensus distribué, où l'on cherche à identifier un langage de bas niveau dans lequel décomposer la grammaire globale en une suite coordonnée d'interactions locales. On se sert pour cela d'un modèle proche des algèbres de processus, formalisme dédié à la description de scénarios de communication.

18.30-19.30 Réunion de lancement de l'ARC MOCA

20.00 Dîner, Chez Clément, 106 Bd du Montparnasse.