Offre de stage Master 2, équipe AROBAS IBISC : « Réseaux de neurones pour la prédiction et la classification des ARN non-codants »

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Offre de stage Master 2, équipe AROBAS IBISC : « Réseaux de neurones pour la prédiction et la classification des ARN non-codants »

Sujet : « Réseaux de neurones pour la prédiction et la classification des ARN non-codants »

Mots-clés :  Machine learning, Réseaux de neurones, Cartes SOM, Apprentissage supervisé, Apprentissage non-supervisé, développement logiciel, bioinformatique, prédiction d’ARN non-codants.

Sujet

Les ARN non-codants (ARNnc) sont depuis quelques années au coeur de recherches particulièrement attrayantes et intensives, notamment dans le domaine biomédical. En effet, les ARNnc sont impliqués dans un grand nombre de maladies, telles que le cancer, le diabète, les maladies neuro-dégénératives, et suscitent un intérêt croissant dans leur utilisation comme biomarqueurs ou comme cibles thérapeutiques. Grâce aux nouvelles générations de séquençage (NGS), le profilage détaillé des molécules d’ARNnc a été considérablement améliorée. Un grand nombre de classes et de types d’ARNnc ont été découverts, mais beaucoup d’autres classes sont encore à découvrir.

L’identification de ces ARNncs est donc un enjeu important, et avec les NGS qui génèrent des volumes considérables de données RNAseq notamment, leur prédiction par des méthodes in silico est nécessaire. Ces méthodes permettront en effet d’identifier des ARNncs potentiels pouvant ensuite être validés par des méthodes expérimentales.

Objectif du stage

Le but de ce stage est de développer une méthode d’apprentissage automatique multi-sources combinant l’apprentissage supervisé et le non-supervisé, afin d’identifier les ARNncs connus et de découvrir de nouvelles classes, en utilisant des sources de données hétérogènes représentant différentes caractéristiques potentielles associées à ces ARN : leur structure secondaire, la présence de certains motifs dans leur séquence, des caractéristiques épigénétiques, etc.
L’algorithme se basera sur des réseaux de neurones supervisés de type perceptron multi-couches (ou MLP) et des réseaux de neurones non-supervisés de type cartes auto-organisatrices (ou SOM pour Self Organizing Maps) pour permettre une meilleure visualisation et interprétation des résultats.

Ce stage fait suite aux travaux menés dans le cadre de la thèse de Ludovic Platon (voir les publications ci-dessous), et s’inscrit dans la continuité des travaux de prédiction des ARNncs et de leurs structures menés dans l’équipe AROBAS depuis plusieurs années. Ces travaux ont donné lieu à plusieurs algorithmes et logiciels publiés dans des revues internationales et mis à disposition de la communauté scientifique via le serveur web : http://EvryRNA.ibisc.univ-evry.fr

Bibliographie

  • L. Platon, F. Zehraoui, F.Tahi. Localized Multiple Sources Self-Organizing Map. International Conference on Neural Information Processing, ICONIP (3) 2018 : 648-659. HAL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01971022
  • L. Platon, F. Zehraoui, A. Bendahmane, F. Tahi. IRSOM, a reliable identifier of ncRNAs based on supervised Self-Organizing Maps with rejection. Bioinformatics, 34(17), i620-i628, 2018. HAL https://hal-univ-evry.archives-ouvertes.fr/hal-02864104
  • L. Platon, F. Zehraoui, F.Tahi. Self-Organizing Maps with supervised layer. In Proceedings of the 12th International Workshop on Self-Organizing Maps and Learning Vector Quantization, Clustering and Data Visualization (WSOM+).2017: 161-168. HAL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01629610
  • Boucheham A, Sommard V, Zehraoui F, Boualem A, Batouche M, Bendahmane A, Israeli D, Tahi F. IpiRId: Integrative approach for piRNA prediction using genomic and epigenomic data PLoS One 2017, 16;12(6):e0179787. HAL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01630647

Contact

  • Fariza TAHI, Professeur des Universités Univ. Evry Université Paris-Saclay, IBISC équipe AROB@S : farizaDOTtahiATuniv-evryDOTfr

Lieu du stage

Laboratoire IBISC, équipe AROB@S, site IBGBI, 23 boulevard de France, 91000 Évry-Courcuronnes.