Les mondes darwiniens

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[les mon des darwiniens]
l’arabinose correspondent à Z. Ces régulateurs forment une C1-FFL avec une
intégration de type ET.
Des expériences ont été menées sur ce système et ont clairement montré la
présence d’un délai après l’activation de S X , mais pas après sa désactivation 15 .
La durée de ce délai était d’environ 20 minutes. Or, il semble que, dans l’environnement
naturel de cette bactérie, lors de changements de conditions, des
courts pulses d’input au niveau de S X se produisent. Ce système permettrait
ainsi de ne pas répondre à ces « faux » signaux et à ne s’activer que lors de
périodes prolongées de manque de glucose.
Cet exemple est certes excessivement simple et ne donne qu’un aperçu
très incomplet des applications des méthodes d’ingénierie à la biologie, mais
il permet de voir quelle est la perspective adoptée dans ces travaux.
En montrant que les FFL offrent une bonne solution au problème des
signaux dans un environnement où le bruit est très important, on donne
d’une part une explication de leur présence dans les réseaux biologiques, et
d’autre part, on fournit des raisons de penser que cette caractéristique est très
générale. Le fait remarquable est que cette structure est conceptualisée en
termes d’ingénierie : on considère que c’est un filtre. La biologie des systèmes
redécrit les réseaux biologiques dans ce cadre pour parvenir à des principes
généraux et intelligibles 16 . Elle fait l’hypothèse que les réseaux sont construits
sur la base d’éléments tels que des amplificateurs, des oscillateurs, etc. À un
niveau encore plus général, elle identifie des modes de contrôle : ce sont des
modes d’organisation qui permettent de réguler un système. Les différents
modes de contrôle ont beaucoup été étudiés par les ingénieurs. Les théories
sur les modes de contrôle permettent par exemple de déterminer quelle est
la meilleure stratégie pour faire fonctionner un pilote automatique d’avion,
qui permettra de maintenir sa trajectoire malgré les perturbations.
Tous les systèmes artificiels complexes sont construits sur cette base. C’est
dans ce sens que ces principes sont généraux : ils sont omniprésents, à tous les
niveaux. Des principes de ce type ne dépendent donc pas de l’idiosyncrasie des
systèmes particuliers. L’hypothèse que font ces biologistes des systèmes est
15. Mangan et al., “The coherent feed-forward loop serves as a sign-sensitive delay
element in transcription networks”, Journal of Molecular Biology, 334, 2003 @.
16. Il faut reconnaître que l’utilisation de concepts d’ingénierie n’est pas nouvelle en
biologie. L’importance des boucles de rétroaction a notamment été reconnue dans
le modèle de l’opéron de Jacob et Monod. Mais ce n’est que récemment qu’une
véritable analyse générale et théorique a commencé à être menée.