Information dans les systèmes vivants – Mécanismes multi-échelles de génération, stockage et transmission au-delà du génome
Les systèmes vivants déploient des réseaux informationnels sophistiqués au-delà du code génétique et de l’épigénétique, orchestrant adaptation et évolution par des mécanismes opérant depuis l’échelle moléculaire et cellulaire jusqu’au niveau des populations. Ces architectures informationnelles biologiques, fondées sur des processus distribués, parallèles et adaptatifs, révèlent des paradigmes de calcul bio-inspirés dont les principes fondamentaux restent largement à élucider. A l’échelle moléculaire et cellulaire les questions portent, entre autres, sur le contrôle chimique du dialogue et le contrôle des vecteurs d’information chimique ; les biomolécules et le biomimétisme, les fonctionnalités d’assemblages synthétiques (cellules artificielles) ; ou encore sur l’implication des propriétés physiques des constituants cellulaires.
Cet appel vise à décrypter les mécanismes mis en œuvre dans la génération, le stockage et la transmission de cette information jusqu’à la façon dont elle participe à l’évolution des systèmes vivants et s’en trouve elle-même modifiée. On pourra citer comme exemple l’organisation spatiale du cytoplasme comme vecteur informationnel crucial. Les gradients de concentration, les condensats biomoléculaires sans membrane et l’architecture du cytosquelette créent des domaines fonctionnels qui polarisent la réponse cellulaire. À l’échelle tissulaire, la communication intercellulaire s’effectue par des signaux chimiques (hormones, neurotransmetteurs), mécaniques (contraintes physiques) et électriques qui synchronisent les réponses cellulaires. Au niveau de l’organisme, des informations intra-organes peuvent engendrer une source de signaux adaptatifs. Au niveau des populations, l’information comportementale se propage par des signaux spécifiques, par la sensibilité individuelle, et par la structure sociale qui favorisent la diffusion rapide et coordonnée des réponses collectives. Par ailleurs, l’apprentissage social est susceptible de créer des traditions culturelles chez de nombreuses espèces.
Ces mécanismes de stockage et de transmission informationnels, au-delà de ceux impliquant le génome, constituent des systèmes adaptatifs sophistiqués qui permettent aux organismes de répondre rapidement aux variations environnementales et de transmettre des réponses modulant les réactions physiologiques. Leur modélisation mathématique et numérique génère des verrous, non seulement en lien avec la nature des données disponibles (hétérogénéité, lacunes dans les données) mais aussi (et surtout) en lien avec la formalisation de lois génériques qui gouvernent la transmission de l’information dans le vivant. En ce sens, les mécanismes de stockage et transmission deviennent des inspirations pour de nouveaux formalismes de calcul bioinspiré (moléculaire, neuromorphique…).
Les projets attendus devront adopter des approches interdisciplinaires pouvant associer notamment biologie, chimie, écologie quantitative, physique statistique, sciences informatiques et mathématiques appliquées (incluant par exemple l’analyse topologique des données et la modélisation multi-échelles). L’objectif est de révéler les principes organisateurs de ces systèmes informationnels vivants, d’identifier les invariants computationnels susceptibles d’inspirer de nouveaux paradigmes de calcul, de communication et d’adaptation artificielle.
Forum
Vous êtes intéressé(e) par la thématique, et vous réfléchissez à soumettre une candidature à cet appel à projet ? La MITI met en place une liste de diffusion à laquelle chacun(e) peut s’inscrire pour lancer des discussions autour de cet appel.
Les sujets peuvent par exemple porter sur :
- Des expressions de besoins en terme de collaboration, pour faciliter l’identification de partenaires
- Des questionnements scientifiques sur des problèmes liés à la thématique
- Des évènements susceptibles d’intéresser la communauté
Cette liste de diffusion a pour vocation d’être un forum dont peuvent s’emparer les chercheuses et chercheurs intéressés par l’appel. Inscrivez-vous ICI. Merci de vous inscrire avec votre adresse institutionnelle (ONR, Université, …) afin de pouvoir garder le caractère scientifique des discussions. Il est important de noter qu’il ne s’agit pas d’un guichet pour poser des questions à la MITI sur cet appel, qui eux vous répondront via miti.contact@cnrs.fr.
Date limite de candidature : mercredi 17 décembre à 12h (heure de Paris)
Pour déposer une candidature, veuillez-vous connecter à l’application NOA. Vous serez invité(e) à vous connecter via la « fédération d’identité » RENATER (codes JANUS pour les agents des unités CNRS) et vous pourrez choisir l’appel « Systemesvivants2026 » dans la liste des appels. Si vous êtes agent d’une unité CNRS, merci d’utiliser votre adresse institutionnelle liée à JANUS afin de bénéficier du préremplissage de certains champs (informations vous concernant ou concernant votre laboratoire ainsi que ceux de vos partenaires). Si vous n’êtes pas agent d’une unité CNRS vous pouvez vous inscrire via la fédération d’identité de votre établissement avec RENATER. Si cela n’est pas possible, nous vous invitons à ouvrir un compte local.
Contact
Suivi du projet : Arthur Panier (MITI)
Responsables scientifiques de l’appel : Laurent Blanchoin (CNRS Biologie) Annick Lesne (CNRS Physique)