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Les cartes d'interaction moléculaire ont émergé comme un moyen significatif de représenter les mécanismes biologiques de manière globale et systématique. Cependant, leur nature statique donne un aperçu limité du comportement précis du système biologique décrit dans différentes conditions. D'un autre côté, la modélisation informatique permet d'étudier les propriétés dynamiques des
modèles par le biais de simulations, de perturbations in silico et d'analyses diverses (e.g., calcul des états stables correspondant à différent phénotypes). Dans une étude parue dans Bioinformatics, Anna Niarakis (GenHotel, UEVE/UPSaclay, Evry), Sylvain Soliman (EPI Lifeware, Inria Saclay Île-de-France) et leurs collaborateurs ont eu pour objectif de combler le fossé entre les représentations statiques et dynamiques des systèmes biologiques avec CaSQ, un outil logiciel qui déduit un modèle et des règles booléennes de la topologie et de la sémantique des cartes d'interaction moléculaire construites avec CellDesigner.
Les chercheurs ont développé CaSQ en définissant des règles systématiques d'inférence de modèles booléens en fonction de la connectivité et des annotations des cartes de départ. Ils ont utilisé CaSQ pour produire des fichiers exécutables à partir de cartes moléculaires existantes qui diffèrent par la taille, la complexité et l'utilisation des normes SBGN. Ils ont également comparé, dans la mesure du possible, les modèles logiques construits manuellement correspondant à une carte moléculaire à ceux déduits par CaSQ. L'outil est capable de traiter des cartes volumineuses et complexes construites avec CellDesigner (suivant ou non les normes SBGN) et de produire des modèles booléens dans un format de sortie standard, SBML-qual, qui peut être analysé davantage à l'aide d'outils de modélisation populaires. Les références, les annotations et la disposition de la carte moléculaire CellDesigner sont conservées dans le modèle obtenu, facilitant l'interopérabilité et la réutilisation du modèle.
Le présent outil est disponible en ligne ICI et distribué sous forme de package Python sous la licence GNU GPLv3. Le code est accessible ICI. Cette approche est déjà utilisée pour la production de modèles dynamiques à partir de la carte COVID-19 (Ostaszewski et al., 2020), de la carte polyarthrite rhumatoïde (Singh et al., 2020) et aussi dans le cadre du projet Immunaid (équipe HIPPI, Hôpital Saint Louis, Dr. Vassili Soumelis) pour la production de modèles discrets concernant les maladies auto-inflammatoires.
Contact : Sylvain.Soliman@inria.fr ou anna.niaraki@univ-evry.fr
