Adrien Elena, Eric Fanchon, Hedi Ben Amor, Laurent Trilling, Nicolas Glade, Fabien Corblin, Jacques Demongeot, Dynamiques Cellulaire, Tissulaire & Microscopie fonctionnelle (TIMC-IMAG-DyCTiM), Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie Computationnelle et Mathématique (TIMC-IMAG-BCM), AGeing and IMagery (AGIM), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Financement du NoE VPH et de l'institut Rhone Alpin des systèmes complexes IXXI., Dynamique Cellulaire et Tissulaire- Interdisciplinarité, Modèles & Microscopies (TIMC-IMAG-DyCTiM), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF), and École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML)
International audience; Building a meaningful model of biological regulatory network is usually done by specifying the components (e.g. the genes) and their interactions, by guessing the values of parameters, by comparing the predicted behaviors to the observed ones, and by modifying in a trial-error process both architecture and parameters in order to reach an optimal fitness. We propose here a different approach to construct and analyze biological models avoiding the trial-error part, where structure and dynamics are represented as formal constraints. We apply the method to Hopfield-like networks, a formalism often used in both neural and regulatory networks modeling. The aim is to characterize automatically the set of all models consistent with all the available knowledge (about structure and behavior). The available knowledge is formalized into formal constraints. The latter are compiled into Boolean formula in conjunctive normal form and then submitted to a Boolean satisfiability solver. This approach allows to formulate a wide range of queries, expressed in a high level language, and possibly integrating formalized intuitions. In order to explore its potential, we use it to find cycles for 3-nodes networks and to determine the flower morphogenesis regulatory network of Arabidopsis thaliana. Applications of this technique are numerous and concern the building of models from data as well as the design of biological networks possessing specified behaviors.