Le pôle M2Sud se réunira le lundi 3 Novembre 2025 sur le site de Sophia Antipolis, en salle A010.
La journée aura pour thématique: la Biologie des Systèmes, avec des exposés illustrant des approches allant du gène aux interactions entre organismes.
Vous trouverez ci-dessous des liens vers:
Inscriptions
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Programme
• 9h30 : Accueil Café
• 10h00 : Ercan Seçkin (Inria ABS & INRAE ISA – GAME)
Structural prediction of orphan proteins in root-knot nematode
Orphan genes, lacking recognizable homologs, represent 5–30% of genomes and play key roles in adaptation, possibly including parasitism in root-knot nematodes (Meloidogyne). After identifying candidate orphan genes and their origin from eight recently sequenced genomes of Meloidogyne, we focused on their structural properties. Using state-of-the-art protein language models (AlphaFold2, ESMFold, OmegaFold), we observed consistently low-confidence predictions for orphan proteins. This was not explained by higher levels of intrinsic disorder, as assessed with AIUPred and flDPnn, but rather by the absence of homologs and/or the weak representation of orphan-like sequences in model training data. These findings highlight the challenges of structure prediction for orphan proteins and the need for approaches better tailored to novel sequences.
• 10h30 : Giulia Calia (INRAE ISA – SMILE)
Modelling omics integration with HIVE identifies responding signatures to multifactorial stress in plants
The interaction between abiotic and biotic stresses in plants presents significant socio-economic and scientific issues, particularly in the context of climate change. Climate change is predicted to increase the prevalence and virulence of plant pathogens, further challenging plant growth and potentially leading to increased disease outbreaks. Ensuring sustainable future food production requires a comprehensive understanding of the crosstalk and trade-offs resulting from combined abiotic and biotic stress impacts on plant growth and defense. While molecular mechanisms for individual stresses are well-studied, the understanding of convergence points between biotic and abiotic stress signaling pathways remains primitive. Developing models and predictive tools for crop responses to stress and disease outbreaks is crucial, as current options for plant disease models are limited. Here I will discuss about a novel deep learning tool, HIVE, developed to address those challenges and its application to several phytopathosystems. In summary, HIVE allows to integratively analyze single-stress experiments for the identification of multi-stress responding mechanisms.
• 11h00 : Valentina Baldazzi (INRAE ISA – M2P2 & Inria MACBES)
Resource allocation strategies behind rate-yield phenotypes in E. coli
Microbial growth consists of the conversion of nutrients from the environment into biomass and small energy cofactors (ATP, NADH, NADPH, ...) driving biomass synthesis forward. Two macroscopic criteria for characterizing microbial growth are growth rate and growth yield. The former refers to the rate of conversion of substrate into biomass, and the latter to the efficiency of the process, that is, the fraction of substrate taken up by the cells that is converted into biomass. Different strains of a microorganism growing in the same environment display a wide variety of growth rates and growth yields. We developed a coarse-grained model, coupling the fluxes of carbon and energy, to test the hypothesis that different resource allocation strategies, corresponding to different compositions of the proteome, can account for the observed rate-yield variability. These results support the hypothesis that resource allocation is a major explanatory factor of the observed variability of growth rates and growth yields across different bacterial strains.
• 11h30 : Silvia Bottini (INRAE ISA – SMILE)
Deciphering the molecular response of a plant host exposed to pathogens with artificial intelligence guided by physics
A major question in plant biology is to understand how plant growth, development, and environmental responses are controlled and coordinated by the activities of regulatory factors. In particular, infection triggers a dynamic cascade of reciprocal events between host and pathogen wherein the host activates complex mechanisms to recognize and kill pathogens while the pathogen often adjusts its virulence and fitness to avoid eradication by the host. The interaction between the pathogen and the host results in large-scale changes in gene expression. Timely and rapid plant response to these attacks is essential and can dramatically affects plants fate. Uncovering how transcription factors regulate their targets at different molecular levels over time is critical to define gene regulatory networks (GRNs) in normal and diseased states. While several different types of high-throughput experimental procedures are available, most only measure static properties of such networks. Despite decades of advancement, challenges remain in GRN inference, including dynamic rewiring. In this talk I will illustrate our latest developed model, PIMENTO, to study how the complex GRN in plants is dynamically modulated during pathogens’ attack. PIMENTO is a hybrid model at the crossroad between mathematical modelling and artificial intelligence inspired by the framework of Physics-Informed Neural Networks (PINNs), emerging research filed in medical and biological applications. As a showcase, I will present the study of the dynamic interaction between tomato and the geminivurs TYLCV with PIMENTO.
• 12h00 : Alberto Tonda (INRAE MIA Paris-Saclay)
Learning dynamical systems using symbolic regression
Modern machine learning techniques have demonstrated remarkable ability in building predictive models for both static and dynamic systems. However, these models are often nearly impossible for humans to interpret (the black-box effect) and can therefore exhibit unpredictable behavior in corner cases (fragility). Symbolic regression is one of the rare white-box machine learning methods, capable of automatically discovering explicit equations. Yet, applying symbolic regression to dynamical systems is not straightforward. This talk will present the state of the art in symbolic regression for dynamical systems, and show how this approach can be used to infer systems of ordinary differential equations directly from time series data.
• 12h30 : Pause Repas
• 13h30 : Jacques Lagnel (INRAE GAFL)
LoRaWAN Vers un Écosystème IoT Performant
Avec l’importance croissante des données dans les projets scientifiques et la gestion des infrastructures, l’automatisation de leur collecte ainsi que le pilotage à distance des systèmes deviennent essentiels. L’Internet des objets (IoT), et plus particulièrement la technologie LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), constitue une solution adaptée grâce à la transmission de faibles volumes de données sur de longues distances, tout en garantissant une consommation énergétique très faible. En agronomie, cette technologie représente une avancée majeure pour la collecte précise de données de phénotypage environnementales, l’optimisation des ressources et la gestion efficace des expérimentations de terrain. Dans ce contexte, le projet LoRa-com a été lancé afin de promouvoir, étendre et standardiser l’usage de cette technologie dans les domaines agro-environnementaux, du phénotypage et de la physiologie végétale et animale. Un groupe de travail inter-CATI a été constitué pour identifier les enjeux majeurs, définir les besoins opérationnels et souligner la nécessité de déployer une architecture partagée à l’échelle nationale, dans le but de fédérer une communauté autour des objets connectés, de faciliter leur déploiement sur les sites INRAE et d’harmoniser une architecture et une offre de services communes. Pour répondre à ces besoins, une plateforme institutionnelle partagée a été mise en place au datacenter INRAE. Ouverte à l’ensemble du personnel et des unités, elle assure la gestion complète du cycle de vie des données issues des objets connectés : collecte des flux LoRaWAN, traitement, stockage optimisé, historisation, visualisation et d’alertes. Cette infrastructure commune renforce la capacité de l’établissement à valoriser ses données scientifiques et techniques, tout en garantissant des standards élevés de sécurité, de qualité de service (QoS) et d’interopérabilité entre les unités et services. Par ailleurs, le centre INRAE PACA Avignon bénéficie d’une couverture complète par le réseau LoRaWAN, facilitant ainsi le déploiement et le suivi des dispositifs connectés sur l’ensemble du site. Enfin, pour soutenir le développement des compétences et harmoniser les pratiques, un programme d’accompagnement, de séminaires de partage et de documentation librement accessible accompagne cette initiative, en cohérence avec les objectifs du Plan Données d’INRAE.
• 14h00 : Jérémie Roux (CNRS IPMC & Inria MACBES)
Molecular profiling of cell decisions using predictive single-cell dynamics
We have developed a computational and experimental pipeline to perform genomic profiles of cells before they fully commit to a drug response and possibly differentiate. We use mathematical models and AI-driven analyses with single-cell dynamics from live-cell imaging, to capture and compare cancer cells in their transient states of resistance to immune effectors.
• 14h30 : Gilles Vercambre (INRAE PSH)
Présentation de QualiTree
QualiTree est un modèle de culture générique, développé en arboriculture. Ce modèle simule la croissance et la qualité des fruits en lien avec les conditions environnementales (rayonnement, température, humidité) et les actes techniques (taille, éclaircissage, irrigation, fertilisation) à l’échelle de l’arbre. L'arbre est composé de différents compartiments, allant d'une description grossière (pour les racines et le vieux bois) à une description fine pour le compartiment des pousses fructifères, insérées sur une architecture 3D explicite (topologie et géométrie). A partir d’un état initial (masses sèches des organes, nombre de fruit et de pousses), et des données relatives au sol et au climat, qualiTree simule un ensemble de variables d’intérêt (croissance surface foliaire des pousses et des fruits) ainsi que des variables d’état décrivant l’état du système (statut hydrique, carboné et azoté). Les ressources considérées sont l’eau, le carbone et l’azote. Les processus de transfert de ressources dans le milieu (rayonnement dans le couvert au niveau aérien, eau et azote dans le sol) ainsi que leur acquisition par la plante (photosynthèse, absorption hydrominérale) sont considérés. Le transfert et l’allocation des ressources dans la plante en lien avec la demande des organes sont les moteurs de la croissance. Le couplage récent du modèle qualiTree avec le module sol de STICS a permis d’élargir les services écosystémiques simulés au-delà de la production (régulation des cycles, fertilité des sols …). Les conséquences de l’attaque de plusieurs bioagresseurs ont également été introduites. Les bioagresseurs, selon leur mécanisme d’attaque (destruction surface foliaire, piqueur-suceur …), sont assemblés en groupes fonctionnels et des fonctions de couplage avec les différents processus affectés sont explicitées (réduction de la photosynthèse, prélèvement de ressource …), dépendant de l’intensité de l’attaque et de l’abondance des bioagresseurs. Ce modèle permet à la fois d’intégrer des connaissances, de simuler les contraintes environnementales (dans le cadre du changement climatique par ex.) et d’aider à la conception d’itinéraires techniques innovants (agrivoltaïsme, agroforesterie …) plus sobres et vertueux.
• 15h00 : Franck Dorkeld (INRAE EMMAH)
4P : Plateforme traitement automatisé des données de Phénotypage Haut-Débit au champ
- Simplifier l'utilisation d'algorithmes complexes par des non experts
- S'appuyer sur des outils de calcul puissants et mutualisés
- Assurer une traçabilité des analyses effectuées sur plusieurs années
• 15h30 : Pause Café.
• 15h45 : Nicolas Beudez (INRAE EMMAH)
The Vsoil modelling platform
VSoil (for Virtual Soil) is an open-source modelling software platform designed to help develop numerical models at the soil profile scale describing the physical, chemical and biological processes in soil and its interactions with climate, plants and anthropic actions. By facilitating the coupling between these processes, the platform makes it possible to develop complex models from assemblies of existing or new codes. VSoil currently offers key features, including: i) model exploration tools (sensitivity analysis and parameter estimation) along with the ability to run models on several sets of input data, ii) the possibility to run models on a remote computing environment (server or cluster), iii) the connection to INRAE's national agroclimatic database. VSoil fosters collaboration between scientists from various disciplines and facilitates the sharing and use of new developments within the platform's user community.
• 16h15 : Suzanne Touzeau (Inria MACBES & INRAE ISA – M2P2)
Coupling plant physiology and nematode demography to understand plant tolerance
Root-knot nematodes affect numerous crops worldwide. They depend on plant resources for their development and create galls which impair plant functioning. Plant tolerance is the ability of plants to sustain nematode infestation with limited yield losses. To identify the plant traits that underlie tolerance, we built a mechanistic model of plant-nematode interactions that explicitly couples plant physiology and pest demography.
• 16h45 : Fin de la journée.
Accès
Institut Sophia Agrobiotech (ISA)
INRAE site de Sophia Antipolis
400 route des Chappes
06903 Sophia Antipolis
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Accès routier
- Autoroute A8, Sortie 44, Antibes - Sophia Antipolis
Bus
- depuis Antibes: Envibus ligne A
- depuis Nice: Zou ligne 630