Université de Rennes 1 Reasoning on the response of logical signaling networks with answer set programming Raisonner sur la réponse de réseaux de signalisation à l'aide de programmation par ensembles-réponses biologie des systèmesréseaux de signalisation logiques systems biologylogical signaling networksanswer set programming Biologie systémique Thèses et écrits académiques Bioinformatique Thèses et écrits académiques Décrypter le fonctionnement des réseaux biologiques est une des missions centrales de la biologie des systèmes. En particulier, les réseaux de transduction du signal sont essentiels pour la compréhension de la réponse cellulaire à des perturbations externes ou internes. Pour faire face à la complexité de ces réseaux, des modélisations aussi bien numériques que formelles sont nécessaires. Nous proposons un cadre de modélisation formelle, dans le cadre de réseaux logiques, afin d'obtenir des prédictions robustes sur le comportement et le contrôle des voies de signalisation. Nous modélisons la réponse des réseaux logiques de signalisation par du raisonnement automatique à l'aide de Programmation par Ensembles-Réponses (Answer Set Programming, ASP). ASP fournit un langage déclaratif pour la modélisation de divers problèmes de représentation des connaissances et de raisonnement. Des solveurs permettent plusieurs modes de raisonnement pour étudier la multitude d'ensembles réponses. En s'appuyant sur la richesse du langage de modélisation et ses capacités de résolution très efficaces, nous utilisons ASP pour modéliser et résoudre trois problèmes dans le contexte des réseaux logiques de signalisation: apprentissage de réseaux booléens, calculs de plan d'expériences, et l'identification des contrôleurs. Globalement, la contribution de cette thèse est de trois ordres. Premièrement, nous introduisons un cadre formel pour la caractérisation et le raisonnement sur la réponse des réseaux logiques de signalisation. Deuxièmement, nous contribuons à une liste croissante d'applications réussies d'ASP en biologie des systèmes. Troisièmement, nous présentons un logiciel fournissant un pipeline complet de raisonnement automatisé sur la réponse des réseaux logiques de signalisation. Deciphering the functioning of biological networks is one of the central tasks in systems biology. In particular, signal transduction networks are crucial for the understanding of the cellular response to external and internal perturbations. Importantly, in order to cope with the complexity of these networks, mathematical and computational modeling is required. We propose a computational modeling framework in order to achieve more robust discoveries in the context of logical signaling networks. More precisely, we focus on modeling the response of logical signaling networks by means of automated reasoning using Answer Set Programming (ASP). ASP provides a declarative language for modeling various knowledge representation and reasoning problems. Moreover, available ASP solvers provide several reasoning modes for assessing the multitude of answer sets. Therefore, leveraging its rich modeling language and its highly efficient solving capacities, we use ASP to address three challenging problems in the context of logical signaling networks: learning of (Boolean) logical networks, experimental design, and identification of intervention strategies. Overall, the contribution of this thesis is three-fold. Firstly, we introduce a mathematical framework for characterizing and reasoning on the response of logical signaling networks. Secondly, we contribute to a growing list of successful applications of ASP in systems biology. Thirdly, we present a software providing a complete pipeline for automated reasoning on the response of logical signaling networks. Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 5139 Kohttps://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/0c1733dd-d8c0-4c4d-999c-92c97f8c4903 Videla Santiago 1983-06-14 AR 180887394 santiago.videla@gmail.com 2014REN1S035 http://www.theses.fr/2014REN1S035 2014-07-07 Informatique Université de Rennes 1thesis.degree.grantor_1 02778715X Universität Postdam‎ (Allemagne)thesis.degree.grantor_2 180885138 Doctorat non ouiSiegelAnneintervenant_1068665067SchaubTorstenintervenant_2127178783 Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunicationsecoleDoctorale_1 139007164 Université européenne de BretagnepartenaireRecherche_1 139075119 ddc:004ddc:570 SiegelAnneSchaubTorstenUniversité de Rennes 1Sciences et technologie, médecine, pharmacie, odontologie, droit, économie, gestion, philosophieUniversität Postdam‎ (Allemagne)Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunicationsÉcole doctorale Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunications (Rennes)Université européenne de Bretagne ASCII PDF 5262083