Janvier 2007 - n°117
BaSysBio - Un ambitieux projet européen de biologie systémique coordonné par l’INRA
Le 1er décembre dernier, à l’INRA de Jouy-en-Josas
(78), M. Jacques REMACLE, chef de l’unité Génomique et
Biologie des systèmes de la Commission Européenne, et Mme Marion
GUILLOU, Présidente Directrice Générale de l’INRA,
ont officiellement lancé le projet intégré européen
BaSysBio (Bacillus Systems Biology).
Ce projet, qui mobilise 15 organismes de recherche européens et une
université australienne, vise à étudier le fonctionnement
global d’une bactérie modèle : Bacillus subtilis. Les
connaissances obtenues seront ensuite étendues à des bactéries
pathogènes, ouvrant le champ à des applications dans les domaines
de la santé et de l’environnement.
Le financement accordé par l’Europe pour ce projet s’élève
à 12 millions d’euros pour quatre ans.
Un enjeu européen
La biologie systémique est une discipline jeune et extrêmement
prometteuse ; elle consiste à intégrer toutes les disciplines
scientifiques et technologies pouvant contribuer à mieux comprendre
le fonctionnement biologique.
Cette approche exigeante en compétences multidisciplinaires est coûteuse
en moyens matériels et nécessite des investissements lourds.
BaSysBio constitue une des premières initiatives de recherche d’envergure
susceptible de concurrencer les initiatives américaines dans ce domaine.
Parce qu’il utilise et contribue à développer une large
gamme de technologies différentes, des technologies haut débit
à la bioinformatique, BaSysBio aboutira par ailleurs à de nombreuses
retombées industrielles prometteuses en emplois à haute valeur
ajoutée et propriétés intellectuelles à haut potentiel
d’exploitation.
Une approche scientifique novatrice
BaSysBio a pour but de comprendre les comportements complexes et dynamiques
qui confèrent aux bactéries une extraordinaire capacité
d’adaptation. Pour découvrir la structure globale des réseaux
de régulation du métabolisme bactérien, le projet BaSysBio
étudie la bactérie modèle Bacillus subtilis.
En mettant en œuvre des approches innovantes de biologie systémique
autour d’équipes européennes parmi les meilleures de leurs
spécialités (de la biologie moléculaire à la bioinformatique),
le projet permettra d’obtenir une meilleure connaissance du fonctionnement
de l’ensemble des gènes et des protéines exprimées
par cette bactérie dans diverses conditions.
BaSysBio repose ainsi sur la conception et l’adaptation des technologies
à haut débit pour faciliter les mesures quantitatives, puis
sur le développement d’outils informatiques et de modèles
mathématiques prédictifs pour interpréter les données
expérimentales obtenues.
Dans un deuxième temps, BaSysBio appliquera les méthodologies
et connaissances développées à des bactéries pathogènes
de l’Homme, telles que Bacillus anthracis (responsable de l’anthrax)
et Staphylococcus aureus (responsable d’infections nosocomiales).
Recherche fondamentale et applications
La bactérie Bacillus subtilis possède également un grand
potentiel économique comme productrice d’enzymes et de métabolites
utilisés en pharmaceutique, chimie et agro-alimentaire.
Le projet BaSysBio contribuera par ailleurs au développement de nouveaux
biomarqueurs pour des tests avancés de détection de bactéries
virulentes. Il offrira l’opportunité de mieux comprendre les
processus de pathogenèse et d’identifier les cibles les plus
pertinentes pour les médicaments anti-infectieux, ce qui permettra
de contrer les phénomènes de résistance grandissante
des bactéries aux antibiotiques.
En apportant une meilleure compréhension de l’adaptation des
microbes à leur environnement, BaSysBio facilitera, par exemple, l’exploitation
des capacités de nettoyage des environnements pollués par les
microorganismes.
Pour M. Philippe NOIROT, coordinateur du projet, « BaSysBio permettra
de mieux comprendre les principes fondamentaux gouvernant les activités
complexes des cellules bactériennes. Le projet mettra au point de nouveaux
concepts de modélisation pour rendre compte de la complexité
biologique et simuler les réseaux de régulation à grande
échelle ».
Pour Mme Marion GUILLOU, « ce projet s’inscrit pleinement
dans les orientations stratégiques de l’INRA. Sa mise en place
confirme également la place de notre Institut en tant qu’acteur
majeur de la construction de l’espace européen de la recherche…
»
Organisation du projet BaSysBio
BaSysBio s’appuie sur six piliers en complète interaction pour
construire des outils, générer des résultats expérimentaux
et les analyser afin de mettre au point des modèles mathématiques
qui vont simuler les réactions de la bactérie à son environnement.
1/ Un pilier Technologie a pour objectif de concevoir et développer
des méthodes et outils nécessaires à l’analyse
quantitative de l’expression des gènes, notamment un nouveau
type de puces à ADN et une méthode de protéomique quantitative.
2/ Un pilier Biologie utilisera les méthodes et outils développés
par le pilier technologique pour générer des données
expérimentales sur la bactérie Bacillus subtilis.
3/ Un pilier Modélisation fournira les outils mathématiques
nécessaires à l’analyse et l’intégration
des données expérimentales. Il développera des méthodes
pour faciliter la conception d’expériences à grande échelle
et traiter des données de nature différente. Des modèles
mathématiques seront développés pour intégrer
ces données, les cartographier et simuler les réseaux de régulation
de la bactérie.
4/ Un pilier Normalisation se consacrera à la standardisation des expériences
et des protocoles ainsi qu’à la représentation graphique
des résultats. Il mettra au point une plate-forme de centralisation
des données et les rendra accessibles à tous les partenaires
du projet.
5/ Un pilier Extension sera axé sur la formation des chercheurs biologistes
et informaticiens afin de leur donner des bases communes pour faciliter leur
coopération. La diffusion des résultats sera faite auprès
de la communauté scientifique, des industriels concernés et
des autres groupes utilisant des approches de biologie systémique,
tout comme du grand public.
6/ Un pilier Gestion sera confié à la filiale INRA Transfert,
comme pour tous les projets européens coordonnés par l’INRA.
Parmi les laboratoires français impliqués dans le projet BaSysBio,
figurent l’Unité de Biologie des Bactéries Pathogènes
à Gram Positif et l’Unité de Biologie Systémique
de l’Institut Pasteur, l’Unité de Génétique
Microbienne et l’unité Mathématique, Informatique et Génome
de l’INRA Jouy-en-Josas, l’Unité de Microbiologie et Génétique
Moléculaire de l’INRA de Versailles-Grignon ainsi que le groupe
Bioinformatique pour la Biologie Systémique du CNRS/CPBS UMR 5160.