Physique de l'évolution : approches numériques et stochastiques pour la prédiction des phénotypes ancestraux

 

Paul Fançois

Université McGill

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2013-2014

La théorie de l'évolution néo-darwinienne est rétrospective : par exemple, l'analyse des séquences d'ADN contemporaines permet de reconstituer les phylogénies et d'inférer les génotypes d'animaux ancestraux. Mais, de même qu'il n'existe pas de théorie mathématique permettant de déduire le phénotype à partir du génotype, il n'existe pas de cadre mathématique permettant de déduire un phénotype ancestral en fonction des phénotypes actuels.

Dans ce projet, nous proposons de développer les bases d'une telle théorie, en se restreignant à des modèles de réseaux génétiques associés au développement. En utilisant les données disponibles d'expressions génétiques de plus en plus nombreuses d'animaux actuels, e.g. sur la segmentation de la Drosophile (mouche de fruit) et de l'Anophèle (moustique), nous utiliserons différents outils théoriques permettant de construire des modèles de réseaux génétiques associés et de prédire les expressions génétiques du dernier ancêtre commun aux deux animaux.  Deux approches seront plus particulièrement développées et confrontées : une approche numérique d'évolution par ordinateur, simulant explicitement un processus évolutif et une approche théorique du type Pont de Langevin, inspirée par des résultats récents permettant de prédire les chemins de repliement de protéines.

Cette étude sera menée par un étudiant gradué au niveau doctoral. L'environnement du groupe François est particulièrement collaboratif (collaborations avec UC Berkeley, Strasbourg, Heidelberg, MSK New York) et interdisciplinaire à McGill, via notamment le CAMBAM et l'Initiative de Biologie Quantitative (QBI), dont Paul François est membre.