Résumé
Les protéines associées aux membranes sont d’une importance cruciale pour la cellule. Cependant, en raison d’une plus grande difficulté de manipulation, les données biochimiques les concernant sont très lacu- naires, notamment au point de vue de la formation de complexes entre ces protéines.
L’objectif global de notre travail consiste à combler ces lacunes et à préciser les interactions entre pro- téines membranaires chez la levureSaccharomyces cerevisiaeet plus précisément, entre les transporteurs.
Nous avons commencé notre travail par l’étude d’un jeu de données d’interactions à grande échelle entre toutes les perméases détectées par une méthode de double hybride spécialement adaptée aux protéines in- solubles (split ubiquitin). Premièrement, la qualité des données a été estimée en étudiant le comportement global des données et des témoins négatifs et positifs. Les données ont ensuite été standardisées et filtrées de façon à ne conserver que les plus significatives. Ces interactions ont ensuite été étudiées en les modélisant dans un réseau d’interactions que nous avons étudié par des techniques issues de la théorie des graphes.
Après une évaluation systématique de différentes méthodes de clustering, nous avons notamment recherché au sein du réseau des groupes de protéines densément interconnectées et de fonctions similaires qui corres- pondraient éventuellement à des complexes protéiques. Les résultats révélés par l’étude du réseau expéri- mental se sont révélés assez décevants. En effet, même si nous avons pu retrouver certaines interactions déjà décrites, un bon nombre des interactions filtrées semblait n’avoir aucune réalité biologique et nous n’avons pu retrouver que très peu de modules de protéines de fonction semblable hautement inter-connectées. Parmi ceux-ci, il est apparu que les transporteurs d’acides aminés semblaient interagir entre eux.
L’approche expérimentale n’ayant eu que peu de succès, nous l’avons contournée en utilisant des mé- thodes de génomique comparative d’inférence d’interactions fonctionnelles. Dans un premier temps, malgré une évaluation rigoureuse, l’étude des profils phylogénétiques (la prédiction d’interactions fonctionnelles en étudiant la corrééélation des profils de présence - absence des gènes dans un ensemble de génomes), n’a produit que des résultats mitigés car les perméases semblent très peu conservées dès lors que l’on considère d’autres organismes que lesFungi. Afin d’étudier la régulation des perméases, nous avons ensuite développé et appliqué une nouvelle méthode qui permet d’inférer un réseau de co-régulation génétique sur base de la similarité des empreintes phylogénétiques découvertes dans tous les gènes de levure. Cette méthode, qui n’utilise que les séquences génomiques pour l’inférence du réseau, a donné de très bons résultats, validésin silicoet expérimentalement et son application à l’ensemble des perméases a permis de retrouver plusieurs régulations bien connues, d’en inférer de nouvelles et de proposer de nouvelles pistes de recherche.
En parallèle à ce travail, nous avons développé et rendu accessibleNeATun ensemble d’outils informa- tique consacrés à l’analyse de réseaux biologiques.
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