Biophysique, développement embryonnaire et intelligence artificielle (Starting grant ERC)

9 septembre 2020

Hervé Turlier (CIRB) est le lauréat d'une Starting grant du Conseil européen de la recherche (ERC). Le projet DeepEmbryo - Reverse-engineering the development of embryos with physics-informed machine learning reçoit un financement pour cinq ans.

Hervé Turlier

Hervé Turlier. Crédit : ©FHU PREMA - https://www.fhu-prema.org 

Hervé Turlier dirige depuis 2017 une équipe CNRS accueillie au CIRB, le Centre interdisciplinaire de recherche en biologie du Collège de France.

Trois questions à Hervé Turlier

Pouvez-vous revenir en quelques mots sur votre parcours scientifique ?

Diplômé de l’Ecole Polytechnique, je découvre les systèmes biologiques lors de mon master en physique de la matière molle et entreprends une thèse en biophysique théorique à l’Institut Curie sur la division cellulaire. Après un post-doctorat sur la physique du développement de l’embryon de souris au Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Heidelberg en Allemagne, je créé, grâce à l’obtention d’une bourse ATIP-Avenir (Inserm-CNRS) et le soutien de la Fondation Bettencourt-Schueller une nouvelle équipe au Collège de France qui travaille sur la modélisation physique et numérique de la morphogenèse des embryons.

Que représente pour vous l’attribution d’une Starting Grant du Conseil européen de la recherche (ERC) ? Pouvez-vous présenter le projet de recherche qui a été retenu ?

L’attribution de l’ERC Starting Grant représente à la fois une belle reconnaissance du travail de ma jeune équipe et une nouvelle aventure scientifique et humaine passionnante, puisque le groupe va s’agrandir et pouvoir se concentrer pendant 5 ans sur la science plutôt que sur la recherche de financements. Le projet promet d’ouvrir une nouvelle approche scientifique, à l’interface entre intelligence artificielle et modélisation physique pour déchiffrer les principes d’auto-organisation des embryons lors des toutes premières étapes de leur développement. Avant tout fondamental, ce projet très fortement interdisciplinaire est également porteur de progrès potentiels pour la médecine reproductive.

Quelle sont les principaux enjeux de la recherche dans votre domaine, les principaux défis de la ou des disciplines concernées ?

Le développement précoce des embryons est étudié en biologie depuis près de deux siècles, et depuis plus récemment par des physiciens. Si les progrès sont nombreux et rapides, la description de l’embryon comme un système auto-organisé reste néanmoins balbutiante et nécessite de nouveaux outils théoriques. Par ailleurs la masse de données biologiques générée aujourd’hui, notamment en microscopie, appelle au développement de puissantes méthodes d’analyse qui promettent l’avènement d’une approche statistique de l’organisation dynamique des cellules. La meilleure compréhension de l’auto-organisation multicellulaire permettrait de mieux contrôler la génération d’organes artificiels au profit de la médecine régénérative.

De l'embryon à la cellule

De l’embryon à la cellule, le projet promet d’exploiter les données expérimentales de signalisation biochimique et d’imagerie microscopique pour modéliser la dynamique collective des cellules à l’aide de réseaux de neurones artificiels. ©CIRB