Biologie des systèmes

La biologie des systèmes (ou biologie intégrative) est un domaine récent de la biologie qui étudie les organismes vivants comme les systèmes qu'ils sont en réalité, par opposition aux approches historiques qui tendent à décomposer l'étude à tous les niveaux, en biologie, physiologie, biochimie... La biologie systémique cherche à intégrer différents niveaux d'informations pour comprendre comment fonctionne réellement un système biologique. En étudiant les relations et les interactions entre différentes parties du système biologique (organites, cellules, systèmes physiologiques, réseaux de gènes et de protéines permettant la communication des cellules), le chercheur tente de former un modèle de fonctionnement de la totalité du système. Si la biologie des systèmes est un domaine théorisé à la fin du , plusieurs biologistes et chimistes ont travaillé dans ce sens dès la fin du (par exemple le biologiste et chimiste français Marcellin Berthelot qui privilégiait une approche systémique et synthétique de la biochimie). La biologie moléculaire des systèmes commence avec l'étude des gènes et des protéines d'un organisme, en utilisant la technique HTS (high-throughput screening, criblage à haut débit) pour quantifier les changements dans le génome, le transcriptome, le protéome et le métabolome en réponse à une perturbation donnée. Cette technique consiste à effectuer de manière automatique des centaines de fois la même opération, en pharmacologie par exemple, pour trouver une molécule qui convient. L'analyse à haut débit du transcriptome s'effectue à l'aide de puces à ADN. Pour détecter les différentes protéines, on utilise par exemple la HTS avec la spectrométrie de masse. D'autres approches en biologie des systèmes ne privilégient pas le niveau moléculaire et cherchent au contraire à intégrer les niveaux d'organisation de manière plus large. La biologie des systèmes du cancer est une application importante dans l'approche de la biologie des systèmes, elle se distingue par la caractérisation moléculaires des tumeurs (tumorigenèse et le traitement des cancers).

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