[Thèse LORIA-CRAN] Model construction and selection for biological pathways

Construction et sélection de modèles pour les réseaux biologiques :  Utilisation des connaissances du domaine et application aux réseaux perturbés dans les pathologies

English version

Thèse proposée par Malika SMAIL-TABBONE et Taha BOUKHOBZA

(Malika.Smail@loria.fr ; Taha.Boukhobza@univ-lorraine.fr)

Ce sujet a obtenu un demi-financement par la Fédération de recherche Charles Hermite (FCH), l’autre moitié du financement viendra de la région Grand-Est.

Laboratoires d’accueil : LORIA et CRAN

Début de la thèse : Septembre 2018 (Possibilité d’effectuer des heures d’enseignement)

Documents à fournir pour candidater (préalablement à un entretien) :

  • CV détaillé
  • Lettre de motivation
  • Copie des diplômes et relevés des notes obtenues
  • Mémoire de Master (ou équivalent) ou une description des travaux en cours
  • Au moins une lettre de recommandation à adresser directement par la/le signataire aux encadrants de la thèse.

Pourquoi candidater à cette thèse ?

Cette proposition de thèse est motivée par deux obstacles sur lesquelles butent les approches actuelles de modélisation des réseaux biologiques. Le premier est qu’il est difficile de construire un modèle descriptif complet d’un réseau biologique lorsque les données sont incomplètes ou incertaines. Nous proposons d’introduire la notion de modèle orienté qui correspond au fait que nous cherchons à construire un modèle orienté par l’objectif spécifique de la modélisation d’un nombre de phénomènes identifiés, et qui peut se présenter sous forme d’un ensemble des protagonistes et de paramètres connus (gènes, protéines, molécules, situations, pathologie, environnement, traitement…) pour lesquels on dispose de données d’observation expérimentales.

Le second obstacle réside dans le fait qu’il est possible de construire de nombreux modèles candidats à partir d’un ensemble de données expérimentales. Une analyse manuelle par des biologistes semble alors nécessaire afin de choisir le modèle qui semble le plus prometteur par rapport à leur expertise souvent fondée sur une excellente connaissance de la littérature dans un domaine assez circonscrit.  Des exemples de travaux intéressants font appel aux techniques de model checking pour la validation de propriétés intéressantes du point de vue des biologistes dans des réseaux complexes ou encore à des méthodes d’évaluation idoines.

L’objectif de la thèse est donc de formaliser et évaluer la notion de modèle orienté –avec certaines méthodes de construction de réseaux biologiques- et de concevoir et tester des mécanismes de réduction ou de sélection de modèles de façon automatisée et guidée par les connaissances formalisées à l’aide des langages du web sémantique dotés d’une sémantique formelle que sont RDF(S), OWL 2 EL/QL/RL.

Ce projet doctoral est à la fois interdisciplinaire et ambitieux. Il permettra d’acquérir une double expertise dans la gestion des données et des connaissances et dans la construction de modèles quantitatifs à partir de données expérimentales ainsi que l’analyse des propriétés structurelles de ces modèles.

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