Les mondes darwiniens

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[pi e r r e-a l a i n b r a i l l a r d / la b iolog i e des systèm es pe ut-elle se pa s s e r d’u n e vision évo lu t i v e ?]
que l’un des activateurs disparaît, l’expression de Z s’arrête. Il n’y a donc pas
de délai dans ce cas de figure.
Un circuit de ce type peut être considéré comme un filtre asymétrique,
capable de discriminer les impulsions (pulse) activatrices selon leur durée :
une impulsion plus courte que le délai ne va pas activer l’expression de Z. Il ne
va donc « laisser passer » que les impulsions longues. En revanche, il répond
immédiatement à un arrêt du stimulus.
Quel est donc l’intérêt de cette propriété ? Pour répondre à cette question,
Alon établit une comparaison avec l’ingénierie, où l’on rencontre souvent
des situations dans lesquelles il existe un coût d’erreur asymétrique. Il prend
l’exemple des rayons lumineux qui servent à détecter la présence d’objets dans
les portes d’ascenseurs. Pour des raisons évidentes, il est important qu’une
brève coupure du signal déclenche immédiatement l’ouverture de la porte.
Mais lorsqu’on retire l’obstacle, il faut attendre un moment avant que la porte
ne se referme. Ce système est conçu pour ne pas risquer de se refermer au
mauvais moment et le délai asymétrique, qui dépend du sens du changement
(sign-sensitive), remplit bien cette fonction.
Dans les réseaux transcriptionnels, la sélection évolutive pourrait avoir placé
le C1-FFL dans divers systèmes dans la cellule qui a besoin d’une telle fonction
de protection. En effet, l’environnement des cellules fluctue souvent
de manière forte et des stimuli peuvent parfois être présent sous forme de
brèves impulsions, qui ne doivent pas entraîner une réponse. Le C1-FFL peut
offrir une fonction de filtrage qui est avantageuse dans ces types d’environnements
fluctuants. 14
Ce type d’analyse semble être pertinent pour comprendre des circuits réels.
Alon cite le cas du système arabinose chez E. coli. C’est un système similaire à
l’opéron lactose ; il permet à la cellule de faire entrer ce sucre et de le décomposer.
Étant donné que le glucose est une meilleure source d’énergie, la cellule
n’active ce système que lorsque l’arabinose est présent et que le glucose est
absent. C’est donc un système à la logique ET. Les inputs dans ce système
sont l’AMPc (S X ), qui est produit en absence de glucose, et l’arabinose (S Y ).
L’activateur qui est sensible à l’AMPc est appelé CRP (il correspond à X) et
celui qui est sensible à l’arabinose est AraC (Y). Les gènes de dégradation de
14. Alon, An Introduction to Systems Biology : Design Principles of Biological Circuits,
Chapman & Hall, 2006 @, p. 54.