José Gómez Vilar: "La biologie informatique utilise des ordinateurs pour étudier les systèmes biologiques"
José Gómez Vilar: "La biologie informatique utilise des ordinateurs pour étudier les systèmes biologiques"
J'ai toujours été très attiré par les sujets de physique. J'ai aimé savoir comment les choses fonctionnent d'une manière ou d'une autre. J'ai toujours eu cette passion. Quand j'étais enfant, je démontais les jouets, les montres, les radios et tout ce qui m'entourait pour analyser les intérieurs de ces appareils. Mais la vérité est que j'aimais aussi la biologie. La question était que je n'aimais pas étudier les choses de mémoire, et à l'école nous avons souvent forcé à ce sujet sur des sujets biologiques.
En biologie informatique, la biologie peut être étudiée en utilisant la physique. C'est peut-être pour cela que j'ai fondé mes recherches sur ce sujet ces dernières années. Mon objectif est de prédire le comportement des systèmes biologiques par des techniques physiques ou d'ingénierie.
La biologie informatique, comme son nom l'indique, utilise des ordinateurs pour étudier les systèmes biologiques. L'objectif est d'extraire la connaissance qui sous-tend les données des expériences biologiques. Pour cela, il utilise des outils ou des équations mathématiques avancées. Il couvre des domaines tels que la chimie, la biochimie, les mathématiques, l'ingénierie des systèmes, etc.
Oui, c'est vrai. La biologie informatique a plusieurs domaines ou niveaux d'application. D'une part, on peut analyser le comportement des molécules à partir de l'information atomique. D'autre part, la zone de bioinformatique analyse les données de onze processus dont elle extrait les informations les plus pertinentes ou pertinentes. Enfin, il y a la biologie informatique des systèmes, dans laquelle nous étudions les interactions des composants cellulaires pour connaître le comportement cellulaire. Nous cherchons, parce que dans cette section est basée principalement ma recherche. Tout cela par rapport à la cellule.
Mais c'est aussi une biologie informatique qui étudie les organes, la physiologie et les populations. Par exemple, on peut analyser comment se comporte une certaine population bactérienne quand elle grandit.
Une des applications les plus courantes de la biologie informatique est l'identification des gènes. Début 2003, le séquençage du génome humain a pris fin. Ce projet a permis de séquencer complètement tout le génome humain, composé d'un milliard de paires de bases. Cependant, tout cela n'était que le début d'un travail intense. Et c'est que la séquence ne fournit que des informations uniques et exclusivement. Il est nécessaire de le traiter pour identifier le nombre de gènes dans cette séquence et connaître leur localisation, entre autres choses. Cela a été et est précisément l'objectif de la biologie informatique.
En outre, la biologie informatique a d'autres objectifs comme prévoir les fonctions des gènes, identifier les gènes les plus pertinents associés aux maladies et leurs mutations, déterminer les domaines de contrôle de l'ADN ou plus pertinents, etc.
Ces dernières années, la technologie des puces ADN ou des micro-tableaux a été développée. Cette technologie permet de mesurer à la fois l'expression de milliers de gènes. Une fois ces niveaux d'expression atteints, la biologie informatique traite et analyse ces données pour obtenir des informations utiles. Parmi les applications liées aux microarrays on trouve la prévision des résultats de la chimiothérapie dans les cas de cancer et l'identification des gènes associés à certaines maladies génétiques.
L'information obtenue des microtableaux pourrait également être utilisée dans le domaine de la biologie informatique des systèmes. L'expression des protéines n'est pas un phénomène indépendant, car certaines protéines peuvent augmenter ou diminuer l'expression des autres. Un des défis de la biologie informatique est la reconstruction d'un réseau de systèmes ou de gènes à partir des informations obtenues des essais des microarays. En fait, les recherches sur ce type de réseaux fournissent des informations utiles pour comprendre le fonctionnement de l'organisme et les processus qui se produisent.
Pour mieux le comprendre, comparons la biologie informatique à l'ingénierie automobile, par exemple. Freiner la voiture sur une route glissante peut être une tâche compliquée. Si vous freinez brusquement et que les roues sont bloquées, vous risquez de perdre le contrôle du véhicule. Le système, appelé ABS, a été conçu pour remplacer ce freinage brusque sur ces routes glissantes. Dans les voitures les plus avancées, chaque roue est surveillée indépendamment et un système de contrôle calcule la pression à appliquer à chaque roue pour freiner lentement le véhicule. Ce système de commande nécessite un modèle qui permet de conjuguer en quelque sorte la vitesse des roues avec le mouvement du véhicule.
Dans notre cas, nous voulons analyser le fonctionnement quantitatif d'un système biologique et le contrôler avec précision. L'objectif de ma recherche est donc de développer des modèles informatiques de processus cellulaires pour la prédiction du comportement cellulaire et d'apprendre à les contrôler. Par exemple, de nombreuses maladies ne peuvent pas être guéries aujourd'hui avec un seul médicament. Ce sont des maladies complexes qui nécessitent une combinaison adéquate de médicaments et un traitement personnalisé. Dans ces combinaisons, il faut tenir compte de la dose de chaque médicament et, dans certains cas, l'ordre dans lequel ils sont ajoutés. Bien sûr, avec les patients, vous ne pouvez pas essayer plus d'un médicament jusqu'à obtenir un traitement approprié. De même, dans les cas où la route est très glissante, il n'est pas habituel de commencer à tester différentes formes de freinage. À cet égard, nous voulons développer dans un proche avenir des modèles permettant de vérifier les bonnes combinaisons de médicaments pour le traitement de certains cancers. Pour cela, nous utiliserons différents outils mathématiques et informatiques.
Les ingénieurs de l'industrie automobile, par exemple, conçoivent des voitures à partir de certains composants, et normalement les experts savent comment la voiture fonctionne si elle change un composant. Dans notre cas, nous avons besoin d'une description informatique du processus cellulaire ou d'un modèle pour identifier le processus optimal à suivre dans le traitement d'une maladie donnée.
La biologie informatique des systèmes présente un grand problème avec l'ingénierie électronique ou automobile. Dans ces ingénieurs, ils savent bien comment fonctionnent les composants. En outre, dans le cas de l'ingénierie électronique, par exemple, l'intégration d'une puce dans un système affecte généralement très peu les autres composants du système. En biologie, les choses se compliquent un peu. En fait, bien que chaque composant puisse être analysé séparément, en entrant en contact avec les autres composants du système, ceux-ci modifient son comportement. Ce qui est clair, c'est que l'étude des systèmes biologiques est plus difficile que celle des systèmes physiques statiques.
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