Génophysique

L'équipe combine des outils de physique théorique (mécanique statistique, matière molle, hydrodynamique) pour étudier des questions biologiques sur les génomes et les cellules.

Nous privilégions une approche ascendante où les modèles simples sont progressivement construits à partir de l'analyse des données et des expériences.

Une des principales questions que nous considérons est la manière dont les bactéries calculent les ensembles de gènes actifs en réponse à des stimuli et à des changements environnementaux. Ils utilisent à la fois l'organisation physique du génome bactérien comme un « polymère complexe » et la liaison chimique spécifique des protéines spécialisées (le «réseau de régulation»). Nous étudions aussi l'architecture et l'évolution des réseaux de régulation, les descriptions quantitatives de la croissance bactérienne, et les lois qui déterminent la répartition des génomes en éléments fonctionnels et évolutifs.

En savoir plus...

  • Organisation du nucléoïde et transcription globale chez E. coli.
    Nous développons des modèles stochastiques théoriques pour décrire et analyser des expériences sur une cellule unique concernant l'organisation du chromosome bactérien par le suivi des loci et des rapporteurs d'expression génétique. En outre, nous utilisons des modèles computationels et des arguments d'échelle de physique des polymères qui peuvent reproduire les données expérimentales dynamiques et statiques concernant le nucléoïde. Enfin, nous intégrons et analysons les nombreuses sources de données bioinformatiques et génomiques contenant des indices sur l'organisation nucléoïde.
  • Physiologie quantitative des cellules uniques.
    Nous sommes intéressés par le rôle des cellules individuelles et de la cinétique de réplication dans la croissance, en se concentrant principalement sur la levure et E. coli.
  • Statistique des familles de gènes dans les génomes, les espèces, les souches et les environnements.
    Un génome module sa complexité en ajoutant ou en changeant des familles de gènes, qui sont ses modules fonctionnels élémentaires. Nous cherchons à caractériser les statistiques de ces familles de gènes (ou des domaines de protéines) à travers les génomes, les espèces, les souches et les environnements, et de développer des modèles minimaux pour expliquer les régularités observées. Ceci permet d’envisager avec une nouvelle perspective des problèmes degénomique évolutive tels que la plasticité du génome, la définition des espèces bactériennes, et les rôles réciproques de l'acquisition de gène horizontale et verticale.
  • Evolution en laboratoire.
    En collaboration avec des expérimentateurs, nous cherchons à développer des descriptions phénoménologiques simples d'expériences d'évolution dirigée. Nous cherchons à utiliser ces outils pour tenter de combler l'écart avec lesdonnées « statiques » de la génomique évolutive. Une de nos principale question dans ce contexte est la dynamique des transferts horizontaux et des duplications - pertes des gènes (à grande et petite échelle).
  • Modélisation des systèmes complexes.
    L’équipe s’intéresse au développement de modèles physiques pour les systèmes complexes notamment si des analogies existent avec des problèmes, des systèmes ou des questions biologiques.

Collaborations

  • University of Cambridge
  • Universities of Milan/ Pavia / Turin/ Como 
  • University of Minnesota
  • ENS Paris
  • ENS Cachan 
  • Brookhaven National Laboratories