Jumeaux numériques de systèmes microbiens

Contexte et enjeux

L’écologie microbienne, qui étudie la place et le rôle des micro-organismes dans un habitat (environnement, écosystème) ainsi que les interactions des micro-organismes entre eux et avec leur milieu, est un contexte d’application particulièrement adapté à la modélisation et au développement de jumeaux numériques. 

Une longue histoire d’approches réductionnistes a en effet permis le développement de dispositifs expérimentaux contrôlés pour le suivi dynamique de communautés microbiennes réduites, dites synthétiques ou syncoms. A partir de ces syncoms, toute une chaîne de formalismes de modélisation peut être développée : construction et fouille de réseaux métaboliques, prédiction de flux métaboliques, systèmes dynamiques, contrôle et optimisation. Ces modèles peuvent être mis en regard de séries temporelles de données omiques variées : densités de populations, données métabolomiques ou méta-transcriptomiques.

Objectifs

Afin de réfléchir à l’utilisation de jumeaux numériques en écologie microbienne, le consortium Arte-mis propose de rassembler un collectif interdisciplinaire de chercheurs et chercheuses issues des méthodes numériques et mathématiques ou des méthodes expérimentales, intéressés par les interactions entre dispositifs expérimentaux et artefacts numériques, tout au long du cycle de vie des expérimentations et des modèles.

Ce parcours s’articule autour d’un premier atelier de réflexion pour identifier les verrous méthodologiques, et les opportunités pour développer les jumeaux numériques en écologie microbienne, ainsi que les champs d’applications prometteurs.

Des cycles de séminaires couvrant les différents champs identifiés seront ensuite mis en place et permettront d’établir une cartographie de la communauté scientifique nationale et internationale concernée par l’utilisation de jumeaux numériques en écologie microbienne.

Enfin, un opinion paper synthétisant ces travaux de réflexion permettra de maturer de futur projets plus ciblés sur de possibles applications en microbiologie.

Contact-coordination

Acteurs du projet

Unités INRAE impliquées

Partenaires extérieurs