Division et différenciation cellulaires sur machines informatiques bio-inspirées Daniel Mange Laboratoire de systèmes logiques Sciences naturelles versus ingénierie A B S A B ACCTAGGAT … Biologie versus informatique Bio-informatique Bio-inspiration Phylogenèse Extrait de W. K. Purves, Life, Sinauer, 1998 Ontogenèse Extrait de S. F. Gilbert, Developmental Biology, Sinauer, 1991 Epigenèse ~ 60 milliards de neurones ~ 10 mille connexions par neurone versus ~ 3 milliards de bases ADN Le modèle POE Phylogenèse P O E Epigenèse Ontogenèse Les machines POEtiques L’arbre de vie Phylogenèse Ontogenèse Epigenèse Vie carbonique V1 1 arbre phylogénétique => 1 vie V1 63 définitions de la vie (M. Barbieri, The Organic Codes, Cambridge, 2003) 64ème définition: E arbre V1 Vie artificielle VA1 Information seulement = virus (matière + énergie à disposition) Autoréplication par division + différenciation cellulaires Exemple: Acronymus elegans Caenorhabditis elegans 11 Décembre 1998 Organisation multicellulaire 959 cellules somatiques Division cellulaire cellule mère cellule fille cellule fille Différenciation cellulaire Pharynx Intestin Acronymus elegans Différenciation cellulaire Division cellulaire Annulus elegans Génome artificiel 1 2 2 1 1 3 2 4 1 3 4 3 4 1 Algorithme du Petit Poucet 4 1 2 3 3 4 1 2 2 3 4 1 2 2 3 4 1 3 1 2 3 4 4 1 1 2 3 2 3 4 1 1 2 3 4 4 Annulus elegans: division cellulaire Acronymus elegans Cellule souche: 6 x 4 = 24 molécules Acronymus elegans: une vue microscopique Acronymus elegans: génome Acronymus elegans sur BioWall QuickTime™ and a decompressor are needed to see this picture. Acronymus elegans: autoréparation molécules de réserve X=1 2 3 4 cellule de réserve Autoréparation moléculaire = cicatrisation molécules de réserve X=1 2 3 4 cellule de réserve Autoréparation cellulaire = régénération molécules de réserve X=1 KILL 2 3 cellule de réserve Vie artificielle VA2 . .. . . . . Matière Energie Machine mère Machine fille Atomes + molécules Chaleur + nourriture Organisme carbonique => Vie V1 Nanotechnologie => Vie VA2? Robot sans fusible Electricité Robot avec fusible => trivial Blocs LEGO Electricité Recherche en cours Vie artificielle VA2 Vie artificielle VA2 QuickTime™ and a YUV420 codec decompressor are needed to see this picture. Vie artificielle VA2: risques et opportunités Opportunités Fabrication bottom-up => décentralisée => écologique (énergie!) Risques Concurrence avec la vie => garde-fous => évolution limitée => autoréplication impossible dans milieu naturel (R. A. Freitas, R. C. Merkle, Kinematic Self-Replicating Machines, Landes Bioscience, 2004)