Département biologie computationnelle

A l’heure où la biologie produit des masses de données considérables, la modélisation mathématique, les statistiques et l’informatique sont incontournables pour les comprendre et répondre ainsi à une grande variété de questions biologiques et médicales. Le département Biologie computationnelle a été créé pour analyser et modéliser ces données, et développer de nouvelles méthodes d’analyse, notamment destinées aux nouvelles technologies d’acquisition (séquençage, imagerie biologique etc.) et à l’accroissement considérable des volumes de données disponibles.

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La biologie est aujourd’hui une science computationnelle dont les applications sont multiples, notamment en santé. Le département Biologie computationnelle traite à grande échelle les données du campus de l’Institut Pasteur, mais il met aussi son expertise à disposition de la communauté scientifique internationale. Ce département de recherche est issu d’une unité mixte avec le CNRS (USR 3756), créée en 2015, appelée auparavant Centre de bio-informatique, biostatistique et biologie intégrative (C3BI), et devenue l’un des plus grands centres de bio-informatique en France.

Le département Biologie computationnelle est installé dans un ensemble de bâtiments dit Omics, inauguré en septembre 2018 – ce nom provient d’une grande partie des données analysées, appelées omics (génomes, transcriptomes, protéomes…). Ce département est par nature pluridisciplinaire et transversal. Il facilite les collaborations et les échanges en bioinformatique au sein de l’Institut Pasteur. Il développe des recherches méthodologiques en informatique, statistique et modélisation, apporte son soutien aux unités de recherche expérimentales, et travaille avec le Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP). Il collabore avec les grands acteurs du numérique en France et à l’étranger.

Des équipes de recherche interdisciplinaires

Le département Biologie computationnelle regroupe des équipes de scientifiques issus de domaines divers (informatique, statistique, mathématique, physique, biologie, médecine), qui travaillent en lien étroit avec les autres départements de l’Institut dans des domaines de recherche très variés :

  • algorithmes pour les séquences biologiques, génétique statistique, biologie des systèmes, génétique évolutive humaine, génomique évolutive des microbes, régulation spatiale des génomes (département Génomes et génétique) ;
  • bioinformatique et dynamique structurales (département Biologie structurale et chimie) ;
  • génétique humaine et fonctions cognitives, imagerie et dynamique du neurone, circuits neuronaux, décision et processus Bayésiens (département Neuroscience) ;
  • bioinformatique évolutive, épidémiologie mathématique (département Santé globale) ;
  • imagerie biologique : analyse et modélisation (département Biologie cellulaire et infection).

Ces équipes proposent de nouvelles méthodes et de nouveaux modèles pour comprendre et utiliser le foisonnement des données issues de la biologie expérimentale, de la santé publique ou celles fournies par les recherches cliniques. Ainsi, le département Biologique computationnelle a la responsabilité d’un projet de recherche très ambitieux, INCEPTION (INstitut Convergence : Emergence of Pathology Through Individuals and Populations), sélectionné en 2016 par l’Agence nationale de la recherche, dans le cadre des Investissements d’avenir. INCEPTION vise à comprendre et surveiller l’apparition de maladies dans les populations (contrôle des épidémies…) et chez les individus (médecine de précision…) par des approches pluridisciplinaires, incluant la science des données mais aussi les sciences sociales.

Une plateforme de bioinformatique

«J’ai besoin de vous pour analyser les données que nous avons collectées.» Le département Biologie computationnelle répond à ces demandes provenant des équipes l’Institut Pasteur et de son réseau international. Il effectue ces analyses grâce au "Hub de bioinformatique et biostatistique", qui répond à toute question dans ce domaine. Avec une cinquantaine d’ingénieurs de recherche, l’analyse de données se fait à grande échelle. Le Hub et le département en général constituent une plateforme de référence en bioinformatique, intégrée au réseau européen ELIXIR et à l’Institut français de bioinformatique.

Une offre de formation

Le département Biologie computationnelle forme un large public de biologistes, mathématiciens, informaticiens, statisticiens…, dans le cadre de la formation doctorale ou de la formation permanente pour des scientifiques en poste. Par exemple, des formations sur l’analyse des données de séquences à haut débit ont été réalisées dans le Réseau International des Instituts Pasteur (Montevideo, Dakar, Sao Paulo, Hong Kong…) et sur le campus parisien.

 

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Olivier Gascuel - Institut Pasteur
 

Olivier Gascuel, Directeur du département Biologie computationnelle

Jusqu’à la fin des années 90, la biologie se faisait dans des tubes à essai ou des boîtes de Petri. Maintenant, elle se pratique aussi bien derrière un ordinateur qu’à la paillasse, et toutes les sciences biologiques sont concernées. L’Institut Pasteur a investi ce domaine avec beaucoup d’énergie ces dernières années. Nous en voyons les fruits aujourd’hui, avec de nombreuses collaborations et publications dans des domaines très variés.

 

 

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