Previous seminars – 2013

(archives from old symbiose site)

• EXOCANCER : Recherche par exome de nouveaux gènes de prédisposition en oncogénétique

  Marie de Tayrac (IGDR, Rennes1)

  Thursday, December 12, 2013 – 10:30

  Room Aurigny

  Talk abstract: 

  Lors des consultations d’oncogénétique, la recherche des gènes de prédisposition aux cancers est proposée dans le cadre d’une histoire familiale lourde ou de la survenue d’un cancer rare ou à un âge inapproprié. Pour 85% des patients, les résultats de ces recherches sont non-concluants et traduisent l’existence de gènes de prédisposition encore inconnus à ce jour. A l’heure actuelle, le développement des technologies de séquençage nouvelle génération ouvre la possibilité d’étendre systématiquement cette recherche à l’ensemble des séquences codantes du génome (exome). Ce type d’analyse s’avère en effet particulièrement adapté à la découverte de nouveaux gènes impliqués dans ces situations et par conséquent permettra l’amélioration de la prise en charge des patients et de leurs familles. Ainsi, nous développons deux approches, l’une vise à identifier les variants génétiques en cause dans la survenue de cancers sporadiques rares chez l’adulte jeune ou chez l’enfant (recherche de mutation de novo par étude de trio père-mère-enfant) ; l’autre s’appuie sur l’étude de rares cas de famille possédant plusieurs membres atteints de tumeurs cérébrales particulièrement agressives, afin d’identifier les variants génétiques en cause dans la survenue de ces tumeurs. En parallèle de ces recherches sur l’ADN constitutionnel des patients et de leur famille, nous étudions l’ADN somatique des patients afin d’établir une cartographie des altérations caractéristiques de leur tumeur (SNVs, INDELs, CNVs, LOH, translocations…). La combinaison de ces différentes approches fournira une meilleure compréhension des voies moléculaires impliquées dans l’initiation tumorale et permettra l’amélioration du conseil génétique par la mise au point de tests diagnostiques étendus, mais également, l’orientation des patients vers une thérapeutique ciblée, si elle existe.  

• Sensitive detection of large structural variants in the tumor samples: from algorithms to the detection of chromothripsis in neuroblastoma.

  Valentina Boeva (Inserm / Curie)

  Thursday, December 5, 2013 – 10:30

  Room Aurigny

  Talk abstract: 

  In addition to point mutations, cancer genomes often display large genetic abnormalities: copy number alterations (CNAs) and structural variants (SVs) (Hanahan and Weinberg, 2011). Genetic abnormalities in specific regions may be related to the aggressiveness of a cancer and be associated with clinical outcomes. In cancer, tumor suppressor genes can be deleted or mutated, whereas oncogenes can be amplified or mutated with a gain of function. At the same time, translocations can result in cancer-causing fusion proteins (BCR/ABL fusion in CML, BCL1/IGH in multiple myeloma, EWS/FLI1 in Ewing sarcoma, etc.)
  With the arrival of new high-throughput sequencing technologies, our current power to detect genetic abnormalities has significantly improved. Genomic breakpoints of large structural variants (i.e., translocations or large duplications and deletions) can be identified using two complementary approaches: (1) analysis of ‘discordant’ mate-paired/paired-ends mappings (PEMs) and (2) calculation segmentation of copy number and allelic content profiles and.
  To analyze PEM data, we developed a clustering-based approach SVDetect [2]. SVDetect finds clusters of ‘abnormal’ PEMs and uses all the characteristics of reads inside the clusters (orientation, order and clone insert size) to identify structural variant type. SVDetect allows identification of a large spectrum of rearrangements including large insertions-deletions, duplications, inversions, insertions of genomic shards and balanced/unbalanced intra/inter-chromosomal translocations. It calculates several parameters of reads inside putative SVs (e.g., percentage of discordant pairs) that allow the user to filter out false predictions.
  There is possibility to improve the selectivity of SVDetect predictions by combining SVDetect with Control-FREEC [3, 4] – our tool for identification of genomic regions of gain and loss. Control-FREEC is able to analyze over-diploid tumor samples and samples contaminated by normal cells. If sequencing coverage is large enough (>15x) Control-FREEC is able to calculate allelic content profiles and consequently predict loss of heterozygosity regions. The intersection of outputs produced by Control-FREEC and SVDetect allows (1) refining coordinates of CNAs using PEM data and (2) improving confidence in calling true positive rearrangements (particularly, in ambiguous satellite/repetitive regions).
  We applied this combined strategy to study SVs in neuroblastoma tumors [5]. Neuroblastoma is embryonal cancer of the sympathetic nervous system observed in early childhood. Structural chromosome aberrations are recurrently observed in aggressive cases of neuroblastoma. In this study, we investigated somatic rearrangements in two neuroblastoma cell lines and two primary tumors using paired-end sequencing of mate-pair libraries. In one cell line and in the two primary tumors, this approach confirmed the localization of the majority of rearrangements within one or two chromosomes, consistent with the phenomenon of chromothripsis. We further characterized 51 rearrangements at the base pair resolution. We concluded that both non-homologous end joining-mediated repair and replicative processes may account for genomic rearrangements in neuroblastoma.
  References
  1. Hanahan, D. and Weinberg, R.A. (2011) Hallmarks of cancer: the next generation, Cell, 144, 646-674.
  2. B. Zeitouni et al. (2010) SVDetect – a bioinformatic tool to identify genomic structural variations from paired-end next-generation sequencing data, Bioinformatics, 26: 1895-1896.
  3. V. Boeva et al. (2011) Control-free calling of copy number alterations in deep-sequencing data using GC-content normalization, Bioinformatics, 27(2):268-9.
  4. V. Boeva et al. (2012) Control-FREEC: a tool for assessing copy number and allelic content using next generation sequencing data, Bioinformatics, 28(3):423-5.
  5. V. Boeva et al. (2013) Breakpoint features of genomic rearrangements in neuroblastoma with unbalanced translocations and chromothripsis. PLoS One. 8(8):e72182.

• Extrêmophiles des fonds océaniques & Assemblage des communautés microbiennes

  Lois Maignien & Mohamed Jebbar (UBO – ifremer)

  Thursday, November 28, 2013 – 10:30

  Room Aurigny

  Talk abstract: 

  Deux exposés:

  Les microorganismes extrêmophiles des fonds océaniques : diversité et intérêt

  Prof. Mohamed JEBBAR

  Laboratoire de Microbiologie des environnements extrêmes UMR 6197, UBO-CNRS-Ifremer, IUEM, place Nicolas Copernic, Technopole Brest-Iroise, 29280 Plouzané, France,

  Tél : +33 298 498 817, Email :  mohamed.jebbar@univ-brest.fr ; web : http://wwz.ifremer.fr/umr6197/

   

  Depuis une vingtaine d’années, le Laboratoire de Microbiologie des Environnements extrêmes (LM2E, Brest) a exploré les environnements océaniques profonds et étudié les communautés microbiennes associées. Dans un premier temps il s’est intéressé aux sources hydrothermales et depuis une dizaine d’années il a étendu son champ d’investigation aux zones d’émission de fluides froids (des marges continentales, actives et passives) et aux sédiments marins profonds. Outre la profondeur, et donc l’omniprésence du paramètre pression, ces environnements ont en commun d’être pratiquement indépendants de l’énergie solaire et de la production primaire photosynthétique. Certes, l’oxygène des fonds océaniques provient de la photosynthèse, mais les procaryotes de ces écosystèmes basés sur la chimiosynthèse microbienne utilisent fréquemment d’autres accepteurs d’électrons. De même, la matière organique enfouie dans les sédiments profonds a une origine photosynthétique, mais il s’agit d’un stock ancien et non d’un apport contemporain. Enfin, certains microorganismes chimio-litho-autotrophes utilisent des sources d’énergie comme l’hydrogène, dont une partie est d’origine abiotique. Le LM2E a décrit une centaine d’espèces d’Archaea et de Bacteria issues principalement des sources hydrothermales. Il dispose d’une collection de 407 espèces et isolats d’Archaea et 693 espèces et isolats de Bacteria. Parmi les espèces décrites ou co-décrites par le LM2E et les laboratoires préexistants, plusieurs souches ont présenté, soit du fait de leur position dans l’arbre du vivant, de leur résistance à des conditions extrêmes ou de leur intérêt biotechnologique potentiel, suffisamment d’intérêt pour voir leur génome complètement séquencé (Pyrococcus abyssi, Thermococcus gammatolerans, Thermococcus barophilus MP, Thermococcus sp TV2, Thermococcus barophilus CH1 et CH5, Pyrococcus yayanosii, Palaeococcus pacificus, Marinitoga piezophila).

   

  Mécanismes d’assemblage des communautés microbiennes : des communautés aux gènes fonctionnels.

  Loïs Maignien

  Maitre de conférence

  Laboratoire de microbiologie des environnements extrêmes

  Université de Brest.

   

             «Tout est partout, mais l’environnement sélectionne» Cette citation de Baas-Becking (1934) est une idée fondatrice de l’écologie et de la biogéographie microbienne. L’intégration des NGS à la microbiologie environnementale, 80 ans plus tard, permet d’aborder ce type de question et mieux comprendre les mécanismes écologiques qui contrôlent la structure et la dynamique des communautés microbiennes. Nous avons utilisé la phyllosphere (les communautés associées aux parties aériennes des plantes) afin de déterminer la contribution relatives de mécanismes déterministes, tels que les paramètres environnementaux dont la prévalence est suggérée par Baas-Becking, mais aussi des processus stochastiques ou neutres, lors de l’assemblage de communautés microbiennes fonctionnelles.  L’analyse d’une série temporelle de 70 jours sur 32 plantes (Arabidopsis thaliana) a montré une convergence de la composition de la phyllosphere avec le temps, confirmant un rôle du recrutement sélectif par l’hôte au sein du microbiome de l’air. Cependant, l’abondance relative de chacun des taxa spécifiques de la phyllosphere est distribué de façon plus aléatoire, et dépend des chemins de dispersion via l’air. Le concept de metacommunauté permet de mieux expliquer le développement, à pression sélective égale, de communautés microbiennes différentes. De telles structures alternatives de communautés suggèrent que la sélection par l’hôte pourrait se faire moins au niveau des organismes que des gènes fonctionnels bactériens qui les composent. Après avoir comparé la structure des communautés de la phyllosphere, nous avons donc séquencé 23 metagenomes issus de cette série temporelle, et travaillons actuellement sur les méthodes de comparaison de metagenomes à partir des séquences brutes, de leur assemblage en contigs, ou de leur annotation fonctionnelles.

             Ces questions écologiques, ainsi que les méthodes développées dans le cadre de ce projet, seront appliquées à l’étude de l’assemblage des communautés extrêmophiles dans les grands fonds marins au sein du LM2E de Brest.

  • F2C2: a fast tool for the computation of flux coupling in genome-scale metabolic networks.

    Abdelhalim Larhlimi (Université de Nantes)

    Thursday, November 14, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    Flux coupling analysis (FCA) has become a useful tool in the constraint-based analysis of genome-scale metabolic networks. FCA allows detecting dependencies between reaction fluxes of metabolic networks at steady-state. On the one hand, this can help in the curation of reconstructed metabolic networks by verifying whether the coupling between reactions is in agreement with the experimental findings. On the other hand, FCA can aid in defining intervention strategies to knock out target reactions.
    In my talk, I will present  F2C2, a fast tool for the computation of flux coupling in genome-scale metabolic networks.  F2C2, which is freely available at https://sourceforge.net/projects/f2c2/files/, is orders of magnitude faster than previous approaches. As a consequence, FCA of genome-scale metabolic networks can now be performed in a routine manner.

  • New algorithm to describe mathematically genetic inclusions in discrete time

    Alexandra Fronville (LabSticc – CERV – Equipe IHSEV)

    Thursday, October 24, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    During embryonic development tissues differentiate, deform, and move in a co-ordinated
    manner to generate various biological shapes. The orientation of the division plane is a key
    element in the generation of the multi-cellular shape. Morphogenesis can be seen as a
    morphological regulation system problem where the goal is to find the update rules for a 3-
    dimensional multi-cellular system which converges to a target shape.
    This can be viewed mathematically as a controlled, multi-valued, dynamic system which
    adapts shape according to environment. The proposed multi-cellular development model is
    designed and based on morphological analysis which will study the robustness of cellular
    development.
    We present an algorithm based on this model, in a virtual 3D-environment. Each cell has a
    dynamic dependant on the reading ability of the virtual genome and by the complex interplay
    between genetic, epigenetic, and environmental factors.
    Using this method we propose a genome for Wolpert’s French Flag Model and another for
    gastrulation. Exploring this cellular dynamic we will need to determine the different shapes
    that can develop from one single cell; and to find the code for a given shape. This inverse
    problem needs a morphological analysis tools like capture basin algorithm, or a viability
    algorithm for morphological equations. Parallel computing will be required to manage the
    complex outcomes of implementing these tools.

  • Interrogating RNA heterogeneity. RNASeq in the ENCODE project.

    Roderic Guigo (CRG, Barcelone – Bioinformatics and Genomics leader)

    Friday, June 21, 2013 – 10:00 to 12:00

    Amphi – Conference center – INRIA.

    Talk abstract: 

    The unfolding of the instructions encoded in the genome is triggered by the transcription of DNA into RNA, and the subsequent processing of the resulting primary RNA transcripts into functional mature RNAs. RNA is thus the first phenotype of the genome, mediating all other phenotypic changes at the organism level caused by changes in the DNA sequence. While current technology is too primitive to provide accurate measurements of the RNA content of the cell, the recent development of Massively Parallel Sequencing Instruments has dramatically increased the resolution with which we can monitor cellular RNA. Using these instruments, the ENCODE project has surveyed the RNA content of multiple cell lines and subcellular compartments. The results of these surveys underscore pervasive transription, as well as great RNA heterogeneity between and within cells. Comparison of RNA surveys with other genome wide epigenetic surveys—such as those of binding sites for Transcription Factors, or of Histone modifications—reveals a very tightly coupling between the different pathways involved in RNA processing,   transcription and splicing in particular.  Overall, the recent large scale transcriptome and epigenome surveys reveal that large portions of the genome exhibits some sort of biochemical activity. What fraction of this activity can be associated to biological function remains an open question

     

  • Evolution d’organismes numériques – une nouvelle approche pour étudier l’organisation des systèmes biologiques

    Guillaume Beslon, INSA-Lyon, équipe INRIA Beagle

    Thursday, May 23, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    Au cours de ce séminaire, je présenterai les approches de “génétique numérique” (digital genetics) afin de montrer comment elles peuvent être utilisées pour comprendre l’origine évolutive des structures génomiques et transcriptomiques. Je présenterai en particulier le modèle aevol, développé par l’équipe INRIA Beagle à Lyon pour modéliser l’évolution des organismes bactériens, ainsi que les principaux résultats biologiques obtenus à ce jour. Enfin, je concluerai par une réflexion plus générale sur l’usage de modèles et des simulations en biologie.

     

     

  • Digging in the dark matter of the Arabidopsis thaliana genome

    Hadi Quesneville (INRA, Versailles)

    Thursday, April 18, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    The characterization of repeated and repeat-derived sequences in genomes (collectively referred to as the repeatome) is of primary importance for the comprehension of genome evolution and species adaptation. We present the concepts and results from a series of repeatome characterization of the plant model A. thaliana, (i) combining different de novo repeat identification programs, (ii) performing successive iterations using whole repeatomes as input, (iii) taking advantage of the repeats that we identified in six other Brassicaceae species. Our work enables to significantly increase the determination of the A. thaliana repeatome.
    Further analyses of our results allow us to determine that the majority of the A. thaliana repeatome is rather ancient and likely to derive from the retention of fragments deposited by massive bursts that occurred early during the Brassicaceae evolution. Our work supports the relevance of such approaches, scraping an additional layer of ancestral repeated sequences, digging in the dark matter of the A. thaliana genomes, thereby adding to our knowledge of the nature and evolution of eukaryotic genomes.

  • L’expression du génome dévoile-t-elle sa structure ? Un exemple d’e-science

    Christian DIOT (INRA, UMR Pegase, Saint-Gilles)

    Thursday, April 11, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    De nombreuses études ont montré que l’architecture des génomes et les interactions entre les chromosomes jouent un rôle dans la régulation de l’expression des gènes. Dans ce contexte, nous avons formulé l’hypothèse suivante : la structure du génome affectant l’expression des gènes, l’étude de l’expression des gènes devrait permettre d’accéder à cette structure. Nous avons donc développé une méthode in silico, basée sur les statistiques multivariées et permettant d’explorer la co-expression entre gènes. Réutilisant des données d’expression disponibles, cette méthode a permis la mise en évidence, à l’échelle d’un génome entier, de groupes de gènes co-localisés et co-exprimés. Ces données de co-expression ont ensuite été comparées à des données d’interactions physiques. Nous avons observé que de nombreux gènes co-exprimés interagissent physiquement, confortant ainsi notre hypothèse que la co-expression permet de dévoiler une part de la structure du génome et ouvrant de nombreuses perspectives

     

  • Simulating molecular motions with robotics-inspired algorithms

    Juan Cortes (LAAS – CNRS, Toulouse)

    Thursday, April 4, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    The development of methods to compute feasible motions for a system in a physical workspace is an active field of research in robotics since the 70s. Sampling-based algorithms developed in this field during the last decade are efficient and general techniques for exploring constrained high-dimensional spaces. Such algorithms have been successfully applied to challenging problems in diverse domains beyond robotics, including computational structural biology. In this talk, I will give an overview of recent works carried out at LAAS-CNRS in this domain. In particular, I will present robotics-inspired algorithms for simulating protein conformational transitions, and protein-ligand access/exit pathways. The presentation will also show encouraging results on interesting systems such as enzymes and transmembrane proteins.

  • Tara Oceans – First insights into a large scale global oceanic microscopic eukaryote exploration.

    Eric Pelletier (CEA / Genoscope)

    Thursday, March 28, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    The Tara Oceans project summarizes about 3 years of marine waters sampling all over the Earth, scratching the surface of a globally yet ignored part of the living world, but a key player in most of the biogeochemical major cycles : the eukaryote plankton. With aboundances reaching more that 10 billions organisms per liter of sea water, and being responsible of about 50% of the overall atmospheric CO2 compartment, describing and understanding these organisms is of outmost importance.
    
    By combining several approaches (genomics, oceanography, physics, chemistry, imaging and informatics), this project is a large and truly interdisciplinary adventure. Constraining to the genomics part only, the huge amount of sequences generated faces us with the need of new tools to distangle these data.
    
    I'll give a global overview of the Tara Oceans goals and organisation, and provides insights into the first results that come out of this fantastic project.
    

  • Genetic and epigenetic signatures of regulatory elements: impact in development and evolution

    Nicolas Nègre (INRA, Montpellier)

    Thursday, March 21, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    Classical examples of transcriptional regulatory elements come from studies in Drosophila melanogaster. However, even after the sequencing of its genome, published in 2000 and completed in 2006, it was not clear that those principles could be applied genome-wide. The modENCODE project seeks to systematically annotate different categories of regulatory elements in the genome of Drosophila. Insulators, enhancers, silencers and promoters have been identified using epigenetic signatures of their activity and their genome-wide function has been studied by genetic as well as computational assays. It became clear that epigenetics play a major role in ensuring that the genetic program is effected correctly during development. However, little is known about the impact of epigenetic phenomenon on evolution processes. It is indeed hard to differentiate genetic contribution to phenotypes from epigenetic contribution. In fact, very little is known about the variation associated to epimutations. We seek to characterize such variation in a noctuid pest Spodoptera frugiperda. This Lepidopteran is found in North and South America as two sympatric strains that can only be differentiated by their host-plant preference: either corn or rice. Since these two plants have been introduced only recently in the habitat by agriculture, it is very likely that they reveal two incipient species, diverging because of their adaptation to host-plant. Such a short time of divergence mostly due to only one selective force is the ideal situation if one wants to find epimutations linked to differentially expressed genes.
     

  • Analyse des structures des protéines à l’aide d’un alphabet structural

    Bernard Offmann (UFIP Université de Nantes)

    Thursday, March 14, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    L’étude des relations séquence-structure représente un enjeu majeur en modélisation moléculaire. Classiquement, celle-ci repose sur une description du repliement d’une protéine en terme de structures secondaires, c’est à dire, en terme d’hélices α et brins β qui représentent les motifs réguliers et les boucles qui représentent des motifs très variables. Or, ces dernières représentent plus de 50% des structures des protéines. Par ailleurs, la description des structures 3D en structures secondaires souffre d’une certaine absence de consensus en fonction des nombreuses méthodes utilisées et l’identification des limites des hélices et des brins reste problématique (Offmann et al, 2007). Ainsi la description de l’état du repliement d’une protéine en terme de ces trois états (hélice, brin, boucle) est loin d’être satisfaisante, ce qui limite les perspectives de leurs utilisations pour l’étude des relations séquence-structure. De nouvelles approches pour la description des structures locales ont ainsi été développées avec notamment la constitution de librairies de petits motifs structuraux récurrents et la définition d’alphabets structuraux.

    Je présenterai les applications autour de l’usage d’un alphabet structural, les blocs protéiques (BPs). Cet alphabet structural est constitué d’un ensemble de 16 petits prototypes structuraux  d’une longueur de 5 résidus chacun qu’on représente par les lettres de a à p. Ces fragments sont définis comme des pentapeptides chevauchants, décrits par un vecteur de huit angles dièdres. J’exposerai le développement d’une méthode pour la comparaison rapide des structures des protéines s’appuyant sur les méthodes d’alignement de séquences (Tyagi et al, 2006 ; 2008). Les développements récents autour des BPs pour la caractérisation des structures locales et pour la reconnaissance du repliement seront abordés (Offmann et al soumis, Mahajan et al en préparation).

    Références

    Manoj Tyagi, Venkataraman S. Gowri, Narayanaswamy Srinivasan, Alexandre G. de Brevern, & Bernard Offmann. A substitution matrix for structural alphabet based on structural alignment of homologous proteins and its applications. Proteins : Struct. Func. Bioinf. 65(1) :32-39, 2006.

    Offmann B., Tyagi M., de Brevern A.G. Local Protein Structures, Current Bioinformatics, 2, 165-202, 2007.

    Tyagi M., de Brevern A.G., Srinivasan N., Offmann B. Protein structure mining using a structural alphabet, Proteins 71:920–937, 2008. 

    Offmann B.*, Mahajan S*., Tyagi M., de Brevern A.G., Srinivasan N., Cadet F.  PB-PENTAPEPT: a platform to investigate the structural features of pentapeptides in protein structures (submitted).

  • Séquençage, assemblage et analyse du chromosome 3B du blé tendre

    Frederic Choulet – INRA – Université Blaise Pascal – Clermont Ferrand

    Thursday, February 21, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    Le génome du blé tendre est hexaploïde, composé de 17 Gb (5x le génome humain), et dont 85% dérivent d’éléments répétés. Ces caractéristiques font que son séquençage reste un véritable challenge même en considérant les débits des technologies actuelles. Afin de réduire cette complexité, une approche utilisant le tri de chromosomes et la construction de banques BAC ordonnées spécifiques de chacun des 21 chromosomes a été réalisée dans le cadre d’un consortium international (Int. Wheat Genome Sequencing Consortium). L’Equipe GENOME à l’INRA de Clermont-Ferrand a établi la première carte physique d’un chromosome de blé (le 3B, 1 Gb à lui seul) en 2008 et, depuis 2010, la production d’une séquence de référence a été entreprise en combinant une approche de séquençage par pools de BAC (8500 BAC au total) et une approche chromosome entier. Je présenterai la stratégie employée et les outils mis en place pour parvenir à assembler une pseudomolécule unique représentative du chromosome 3B. Les résultats concernant la composition, l’organisation et l’évolution du génome de blé seront également discutés.

     

  • BioSpring : un outil de simulation interactive pour construire de grands ensembles biomoléculaires

    Olivier Delalande (Université de Rennes 1)

    Thursday, February 7, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    Le programme de simulation moléculaire BioSpring (co-développement Rennes 1 + IBPC Paris + Univ. Paris XI) permet la manipulation interactive d’une ou plusieurs macromolécules biologiques modélisées par un « réseau élastique augmenté » qui combine un réseau de ressorts et des interactions non-liantes entre pseudo-atomes. C’est un outil de développement qui peut-être utilisé comme « couteau suisse » et constructeur moléculaire puissant, notamment pour préparer des simulations numériques ou pour concevoir des modèles moléculaires compatibles avec des jeux de contraintes expérimentales (RMN, footprint, cross-link, cryo-microscopy, SAXS, etc). Les « expériences » BioSpring sont interactives et intuitives, qualités remarquables pour des approches à visée pédagogique. L’interactivité a nécessité des optimisations du code qui est parallélisé avec OpenMP et porté sur carte graphique (GPU) via OpenCL. Une gestion rapide et efficace des interactions non-liantes est réalisée grâce à une grille de potentiel. L’approche est flexible et permet des scénarios multi-résolution combinant représentation tout atome et gros grain. Plusieurs exemples d’application à des sujets de recherche de biologie fondamentale ou biomédicale seront présentés. L’utilisation de BioSpring pour l’étude du système biomoléculaire dont les dysfontionnements sont à l’origine des myopathies sera exposée plus en détail.  

     

  • Mise à jour de réseaux d’automates

    Mathilde Noual (ENS Lyon)

    Thursday, January 31, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    Les réseaux d’automates que je considère sont constitués d’automates s’incitant les uns les autres à changer d’état. Dans ces réseaux, “mettre à jour” l’état d’un automate revient à lui imposer de se conformer aux influences qu’il reçoit alors de la part des (autres) automates du réseau. Et choisir un mode de mise à jour pour l’ensemble des automates d’un réseau permet donc de sélectionner certains événements, ou changements, parmi l’ensemble de ceux qui sont a priori possibles. Cela permet aussi d’organiser et d’ordonner les événements les uns par rapport aux autres de façon, par exemple, à imposer que des événements indépendants se produisent simultanément ou, du moins, de manière assez rapprochée pour qu’aucun autre événement ne puisse se produire entre temps. Dans cet exposé, je propose de s’intéresser à l’incidence de différents aspects du mode de mise à jour d’un réseau sur son comportement global, au regard de l’incidence de sa structure. Et je propose de le faire avec des automates à deux états de façon à capturer l’essence primaire de ce problème.

     

  • TBA

    Alejandro Maass (Center for Genome Regulation, Université du Chili)

    Wednesday, January 30, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    TBA

     

  • Exploration du réseau d’interactions impliqué dans la maintenance génomique de l’Archaea hyperthermophile Pyrococcus Abyssi.

    Pierre François Pluchon (Ifremer, Brest)

    Thursday, January 24, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

     

    La réplication, la réparation et la recombinaison de l’ADN sont des processus essentiels au sein de chaque cellule. La fidélité de la réplication est indispensable au maintien de l’information génétique et la conservation de l’intégrité des chromosomes est nécessaire à la survie des organismes. Chez les Archaea, les processus en charge de la réplication de l’ADN constituent une version simplifiée du système décrit chez les Eucaryotes. En revanche, la réparation des dommages reste énigmatique puisque les homologues de protéines essentielles de la réparation, identifiées chez les Eucaryotes ou les Bactéries, n’ont été que partiellement identifiés au sein des génomes Archaea. L’absence apparente de protéines de la réparation de l’ADN est encore plus singulière pour les espèces Archaea hyperthermophiles vivants dans des environnements où la température extrême (100°C) catalyse les dommages de l’ADN. Il est probable que la recherche et la caractérisation de nouveaux acteurs de la maintenance génomique chez ce type d’organismes permette la découverte de nouvelles protéines ou de nouvelles voies métaboliques de la réparation de l’ADN.

    Un protocole de purification d’affinité couplé une analyse en spectrométrie de masse a permis d’identifier les partenaires de protéines impliquées dans la maintenance génomique de l’Archaea hyperthermophile Pyrococcus Abyssi. Les interactions identifiées ont permis la construction du premier réseau d’interactions protéine – protéine de la maintenance génomique Archaea.

    L’analyse topologique du réseau a mené à l’identification de nouvelles protéines ainsi que de nouvelles interactions entre des protéines essentielles de la maintenance génomique, conservées avec les Eucaryotes. Plusieurs interactions ont été vérifiées indépendamment ou caractérisées fonctionnellement in vitro ou in vivo. Ces travaux mettent également en lumière l’étroite collaboration entre la réplication et la recombinaison de l’ADN et révèlent de nouveaux aspects de la machinerie de transcription. 

     

  • Algorithmic and Compact Data Structures for NGR & NGS

    Guillaume Blin (IGM, Université de Marne la Vallée)

    Thursday, January 17, 2013 – 10:30

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    In this talk, we will address two different topics. In a first part, we will present the succinct data structure of wavelet tree and its usefulness for "Next Generation Sequencing". Wavelet tree is a succinct data structure used to efficiently store strings over an alphabet sigma in compressed space that support Access(x), Rank(y,x) and Select(y,x) operations in O(log(|sigma|)) time. Access(x) returns the character at position x while Rank(y,x) returns the number of occurences of character y before position x. Finally, Select(y,x) returns the position of the xth occurence of character y. After presenting the basics of wavelet trees, we will show how it can be used to efficiently index reads for assembly purpose. In a second part, we will present some algorithmic results on the "Next Generation Radiotherapies". Radiation therapy is one of the commonly used cancer therapies. The radiation treatment poses a tuning problem: the radiation needs to be effective enough to destroy the tumor, but it should maintain the functionality of the organs close to the tumor (organs at risk). Towards this goal, the design of radiation treatment has to be customized for each patient. We will mainly focus on Intensity Modulated Radiation Therapy using Multi-Leaf Collimator and on Brachytherapy and give some algorithmic results we recently achieved.

     

  • Towards Holistic Analyses of Metagenomic Data

    Mihai Pop (Center for Bioinformatics and Computational Biology, University of Maryland)

    Thursday, January 10, 2013 – 15:00 to 16:00

    Room Aurigny

    Talk abstract: 

    
    Moving from a DNA sample to a biological interpretation of the information provided by the microbiome entails many experimental and computational steps. Often, these analytical procedures are being developed one at a time, in isolation from the other components of the experimental and analysis pipeline.  As the field is starting to mature, and the scientific questions we want to ask of the microbiome are becoming more clear, it is becoming possible to explore how the individual parts of the analysis affect each other, and to develop the experiment and analysis simultaneously with the goal of extracting maximal information from the microbiome data.   In my talk I will discuss several efforts in my lab in this direction, primarily related to genomic and metagenomic assembly.  Time permitting I will also touch upon issues related to association statistics and dynamic modeling of microbial communities.
    
    Bio:
    Mihai Pop is an Associate Professor in the Department of Computer Science and the Center for Bioinformatics and Computational Biology at the University of Maryland, College Park.  He received his Ph.D. from Johns Hopkins University in 2000 and has been a Bioinformatics Scientist at The Institute for Genomic Research (TIGR) until 2005 when he joined the University of Maryland.  Dr. Pop’s research focuses on computational analyses of genomic data (primarily sequencing and mapping data) with specific applications in sequence assembly, sequence alignment, and metagenomics.

     

see year: 2020 – 2019 – 2018 – 2017 – 2016 – 2015 – 2014 – 2013 – 2012