Les projets d'AnIMod portent sur des phénomènes biologiques allant de l'échelle de la molécule à  celle d'une fonction physiologique. Dans la liste ci-dessous, nous les classons en fonction de l'échelle à  laquelle ils se situent.

• Prédiction de novo de la structure 3D de protéines
  On veut prédire la structure 3D de protéines uniquement à partir d'informations sur sa structure primaire (données de séquence). Cette prédiction se fait via la minimisation d'une fonction d'énergie qui comprend plusieurs termes (van der Walls, Ramachandran...). L'un des plus important est la surface accessible des résidus hydrophobes qui peut être évalué de manière assez efficace à l'aide d'outils de géométrie algorithmique. Pour l'optimisation, des méthodes heuristiques (tabu, algorithmes génétiques, essaims particulaires) sont testées et mises en oeuvre. Ce projet fait l'objet d'un financement de la Commission Européenne (bourse de réintégration Marie Curie).
  
     Contribution MIA-Jouy : géométrie algorithmique, optimisation.
     Membres MIA-Jouy : {13403667928886} Antoine Vigneron (en détachement à  KAUST depuis 2010), Tristan Bitard Feildel (doctorant).
     Partenaire : UR1077 Mathématiques Informatique et Génome.

• Analyse et modélisation de l'organisation spatiale du noyau cellulaire
  Le noyau cellulaire chez les eukaryotes est un compartiment fondamental de la cellule puisqu'il contient la plus grande partie de l'ADN et qu'il est donc le lieu de phénomènes comme sa replication et sa transcription. Le noyau n'est pas un milieu homogène, il contient des organites et des sous-compartiments dont les fonctions sont bien différenciées. Leur organisation spatiale à l'intérieur est supposée jouer un rôle déterminant dans le fonctionnement du noyau, toutefois celle-ci demeure mal connue actuellement. L'objectif de ce projet est d'analyser et de modéliser la distribution spatiale de plusieurs compartiments nucléaires (centromères, territoires chromosomiques, gènes, nucléoles...) à partir de données d'imagerie. Ce projet a été financé par le programme agroBI de l'INRA.
     Contribution MIA-Jouy :  traitement d'images, statistiques spatiales.
     Membres MIA-Jouy : Katarzyna Adamczyk, Kiên Kiêu
     Partenaires : UR1196 Génomique et Physiologie de la Lactation, UR1198 Biologie de Développement et de la Reproduction.

• Étude des mécanismes responsables du phénotype des corps lipidiques.
  Dans les graines végétales, les lipides de réserves sont stockés dans des structures cellulaires : les oléosomes. Leur stabilité a un impact sur l'extraction d'huile des graines. Notre objectif est de décortiquer les mécanismes responsables du phénotype des corps lipidiques à  l'échelle cellulaire d'abord, à  l'échelle de la graine dans un second temps. Pour cela, nous développons un modèle biophysique de la biogenèse du corps lipidique où sont interconnectés quantitativement différents mécanismes. Ce projet a pour objectif de pointer les manques de connaissance, de tester différentes hypothèses relatives aux poids de différents facteurs et, in fine, de mieux définir les paramètres biologiques importants impliqués dans la formation des oléosomes.
     Contribution MIA-Jouy : traitement d'image, modélisation.
     Membres MIA-Jouy : Alain Trubuil, Ghassen Trigui (en thèse)
     Partenaires : UMR1318 Institut Jean-Pierre Bourgin.

• Suivi de foci sur colonies bactériennes.
  Dans le cadre de plusieurs études relatives à  la compréhension de nombreux processus chez les bactéries (division, réparation, ...), l'imagerie permet d'appréhender la dynamique de foci sur chromosome bactérien. Dans ce cadre, nous avons développé plusieurs logiciels permettant d'individualiser les bactéries sur les colonies, de suivre ces bactéries, de suivre des foci référencés par bactéries, d'analyser ces dynamiques.
     Contribution MIA-Jouy : traitement d'image.
     Membres MIA-Jouy : Alain Trubuil
     Partenaires : UMR1319 Micalis, UPR3404 Centre de Génétique Moléculaire (CNRS, Gif-sur-Yvette).

• Quantification et modélisation du développement embryonnaire précoce chez Arabidopsis Thaliana.
  L'objectif de ce projet est de mieux comprendre le développement précoce de l'embryon d'Arabidopsis thaliana depuis la première division jusqu'à  l'établissement de la symétrie bilatérale. Pour cela il est nécessaire de comprendre comment une séquence ordonnée de divisions cellulaires et de croissances conduit à  une forme. A cette fin nous avons produit une collection d'images en microscopie 3D qui nous permet d'appréhender la forme à  l'échelle cellulaire, de déterminer les relations spatiales entre cellules, de proposer un scenario du développement en s'appuyant sur le lignage cellulaire. Ce travail devrait nous permettre d'identifier les étapes clés qui conduisent à  la perte de la symétrie radiale. Cette étude est un prérequis pour d'autres études visant à  déterminer les paramètres qui contribuent à  l'établissement de la symétrie bilatérale, aussi nous étudierons des mutants affectés dans le transport d'auxine, le cytosquelette ou l'adhésion cellulaire. Dans le cadre de ce projet nous avons d'ores et déjà  développé des algorithmes de segmentation 3D des images d'embryons, des outils permettant d'appréhender l'organisation spatiale des cellules, des algorithmes de reconstruction du lignage cellulaire. Nous développons aussi actuellement des modèles biophysiques de division et croissance pour l'embryon de plante en nous basant, en particulier, sur ces résultats d'imagerie.
     Contribution MIA-Jouy : traitement d'image, modélisation.
     Membres MIA-Jouy : {134036679288837} Alain Trubuil
     Partenaires : UMR1318 Institut Jean-Pierre Bourgin, Institut de Cytologie, Université de Novossibirsk, Sibérie .

• Modélisation de la chaîne trophique fonctionnelle de digestion anaérobie dans le côlon humain.
  Les objectifs sont de comprendre comment la production d'énergie, via la dégradation anaérobie d'hydrates de carbones, est effectuée par le microbiote intestinal et d'analyser la stabilité de ces processus de dégradation. Le modèle développé est à base d'équations différentielles ordinaires. Le côlon est divisé en plusieurs compartiments, on distingue le mucus de la lumière intestinale, phases liquide et solide, les différents types de substrats (mucines, amidon, cellulose,...), les différents types de composés intermédiaires (pyruvate, lactate, acide succinique). Des méthodes d'estimation ont été mises en oeuvre pour l'estimation de certains paramètres inconnus du modèle. L'analyse de la stabilité fonctionnelle des processus de dégradation s'appuie sur l'analyse méta-génomique d'échantillons fécaux humains. Les informations obtenues seront intégrées à la fois dans un modèle stochastique gros grain et dans le modèle mécaniste déjà développé. Ce projet a été financé par le projet ANR Alimintest et par le projet Métagénomique pour évaluer et modéliser la stabilité fonctionnelle du métabolisme du carbohydrate dans le microbiote de l'intestin humain (METAFUN, métaprogramme MEM).
    Mots-clés : côlon humain, exploration génomique, fonctions d'un écosystème,, métabolisme des carbohydrates, modèle mathématique.human gut; genes mining; ecosystem functions; carbohydrate metabolism; mathematical model
     Membres MIA-Jouy : Béatrice Laroche (responsable), Ivan Dario Castillo-Abril, Sylvie Huet, Suzanne Touzeau (jusqu'en nov. 2012)
     Partenaires : UMR1319 Micalis