Recherche et enseignement

Transformer les données biologiques en questions auxquelles nous pouvons réellement répondre.

Je suis informaticienne et je travaille en bioinformatique au VIB-UGent Center for Plant Systems Biology. Mes recherches portent sur le développement de méthodes informatiques permettant d’extraire des connaissances biologiques à partir de jeux de données volumineux et complexes.

La plupart de mes projets se situent quelque part entre les algorithmes, les génomes et la régulation des gènes. L’objectif n’est pas simplement de produire davantage de résultats — la biologie en fournit déjà suffisamment — mais de les rendre interprétables, reproductibles et utiles.

Svitlana Lukicheva à la conférence à l'Université de Southern Maine

Thèmes de recherche

Mes domaines de travail

Mes projets combinent développement logiciel, intégration de données et interprétation biologique, avec un intérêt particulier pour les plantes et diatomées.

Régulation des gènes

Réseaux de régulation des gènes

Je développe des méthodes pour reconstruire et explorer les relations de régulation entre les facteurs de transcription et leurs gènes cibles, notamment à partir de données de transcriptomique unicellulaire.

Biologie unicellulaire

Transcriptomique unicellulaire

Les données unicellulaires permettent d’étudier les processus biologiques à l’échelle des types cellulaires. Elles produisent également des jeux de données volumineux, clairsemés et parfois particulièrement récalcitrants, qui nécessitent des approches informatiques soigneusement conçues.

Génomique

Assemblage et analyse de génomes

Je travaille avec des données de séquençage à lectures courtes et longues afin d’assembler, d’évaluer et de comparer des génomes, depuis des projets liés aux plantes jusqu’à des organismes non modèles qui manifestent peu d’intérêt à faciliter le processus.

Logiciels

Développement d’outils bioinformatiques

Une partie importante de mon travail consiste à transformer des idées scientifiques en logiciels utilisables : concevoir des workflows, implémenter des méthodes, tester les résultats et tenter de rendre les analyses complexes reproductibles.

Projet phare

MINI-EX

MINI-EX est un framework informatique destiné à reconstruire des réseaux de régulation des gènes spécifiques aux types cellulaires à partir de données de transcriptomique unicellulaire. Il intègre l’expression des gènes, des informations sur la liaison des facteurs de transcription et une priorisation fondée sur les réseaux afin d’identifier les régulateurs associés à des processus biologiques particuliers.

Le projet est parti d’une question apparemment simple : pouvons-nous aller au-delà de la description des gènes exprimés et identifier les régulateurs susceptibles de contrôler ces programmes d’expression ? Plusieurs versions, de nombreux jeux de données et quelques séances de débogage plus tard, la réponse semble être oui.

Découvrir le projet MINI-EX
Visualisation d’un réseau de régulation génique avec MINI-EX

Des méthodes à la biologie

Appliquer les méthodes informatiques à la recherche végétale

Les méthodes sont surtout utiles lorsqu’elles nous ramènent à la biologie. J’applique des approches d’inférence de réseaux et d’intégration de données à des questions liées au développement des plantes, aux réponses au stress, à l’identité cellulaire et à la régénération.

Mes travaux récents incluent notamment l’analyse des réseaux de régulation de l’embryogenèse somatique du maïs, dans laquelle les prédictions informatiques ont permis de prioriser des régulateurs morphogéniques candidats en vue de leur validation expérimentale.

Enseignement et supervision

Aider les biologistes à avoir un peu moins peur de la ligne de commande

En parallèle de mes recherches, j’enseigne la bioinformatique, Linux, la programmation et la pensée informatique. À l’Université de Gand, j’enseigne et j’encadre des étudiants dans le cadre du Master of Science in Biochemistry and Biotechnology, notamment dans la spécialisation Bioinformatics and Systems Biology, et je coordonne le module Foundations de l’Executive Master in Digital and IT Essentials de ULB/VUB. Selon les jours, cela signifie expliquer des commandes shell, Python, des algorithmes ou simplement pourquoi un terminal n’essaie pas réellement d’intimider qui que ce soit.

Une séquence d’ADN se transformant en fichier FASTA affiché dans un terminal

Quelques activités d’enseignement

Linux for Bioinformatics Environment

Bases de la ligne de commande, traitement de texte, scripts shell, environnements HPC et travail informatique reproductible.

Projets en bioinformatique et biologie des systèmes

Supervision de projets interdisciplinaires combinant questions biologiques, analyse de données et développement logiciel.

Programmation et fondements informatiques

Algorithmes, Python, structures de données et pensée informatique pour des étudiants issus de formations scientifiques ou non techniques.

Séminaires et travaux pratiques

Participation à des séminaires et séances pratiques en génomique, génomique comparative, analyse unicellulaire et calcul scientifique.

Un parcours légèrement indirect

De l’informatique aux systèmes vivants

Mon parcours académique a commencé par l’informatique et le développement logiciel avant de se diriger progressivement vers la génomique et la biologie évolutive. Cette combinaison influence toujours ma manière d’aborder la recherche : les questions biologiques d’un côté, les détails d’implémentation de l’autre.

Avant de travailler sur les réseaux de régulation végétaux, j’ai étudié l’évolution des génomes et l’introgression entre des espèces proches de chrysomèles. Les organismes et les questions ont changé, mais le fil conducteur reste le même : utiliser des méthodes informatiques pour comprendre le fonctionnement des systèmes biologiques.