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Analyse statique et réduction de modèles pour un langage de réécriture de graphes à sites
Jérôme Feret
Defendue le 12 décembre 2023
École normale supérieure
Cette habilitation a été effectuée au Département d'Informatique de l' École Normale Supérieure (Paris)
Les sciences du logiciel ont un rôle à jouer pour décrire, organiser, exécuter et analyser les systèmes d'interactions moléculaires tels que les voies de signalisation biologiques. Ceux-ci impliquent une grande diversité d'entités biomoléculaires, alors que leurs dynamiques émergent de compétitions pour des ressources communes, d'interactions à différentes échelles de temps et de concentrations et de boucles de rétroactions non linéaires. Comprendre comment le comportement des populations des protéines émerge des interactions individuelles, le saint Graal de la biologie des systèmes, nécessite des langages dédiés offrant des niveaux d'abstractions adaptés et des outils efficaces.
Dans ce manuscrit, nous décrivons la conception d'outils formels pour Kappa, un langage de réécriture de graphes à sites inspiré de la biochimie. En particulier, nous présentons une analyse statique qui calcule des propriétés sur les entités biologiques qui peuvent se former dans les modèles, et ainsi, améliorer notre confiance en ces derniers. Nous présentons de plus une réduction de modèles, basée sur l'étude du flot d'information entre les différentes régions des entités biologiques et sur des symétries éventuelles. Cette approche s'applique à la fois dans le cadre différentiel et stochastique.