Contexte

Cependant, de nombreuses preuves expérimentales et théoriques suggèrent qu’une connaissance étendue des composants cellulaires n’est pas suffisant pour décrire le mode d’opération des systèmes complexes. Par conséquent, la distance entre notre compréhension des composants individuels et les modalités opérationnelles de l’ensemble est un paradoxe de la biologie et de la médecine moderne. Le comportement dynamique complexe des systèmes biologiques est produit par un réseau complexe d’interactions entres les composants individuels de la cellule.

Il est évident que les systèmes biologiques ne peuvent plus être étudiés et compris intuitivement et qu’une « theory-based approach » est nécessaire pour élucider cette complexité. De cette réalisation est née la biologie systémique (SB), offrant une approche holistique et adoptant le point de vue que les systèmes biologiques sont fondamentalement composé de deux types d’information : les gènes et les protéines qui forment les machines moléculaires qui exécutent les fonctions vitales, et des réseaux d’interactions régulatrices qui contrôlent le flux hiérarchique d’information de type : ADN à mARN àprotéinesàmachine moléculaireàmétabolitesàfluxàphénotype.

Une multitude de processus de régulation peuvent se produire à chaque étape au cours de ce flux d’information, générant ainsi la complexité des réseaux biologiques. Il manque toujours aux études contemporaines de la biologie systémique la capacité d’observer simultanément les régulations se produisant à chaque niveau dans le système biologique. La description de telles régulations hiérarchiques permettrait de lier les gènes et les protéines à des fonctions biologiques de plus haut niveau et de faciliter la délinéation des unités de fonction opérationnelles qui déterminent les phénotypes systémiques.