Complex graphs in biology : problems, algorithms and evaluation

Abstract : Afin de mieux comprendre le fonctionnement d’un système biologique, il est nécessaire d’étudier les interactions entre les différentes entités qui le composent. Pour cela, on peut modéliser ces réseaux d’interactions biologiques sous la forme de graphes dont les sommets sont colorés. Une problématique commune consiste alors à rechercher un sous-graphe d’intérêt dans ces graphes pouvant comporter des milliers de sommets et d’arêtes. Dans ce manuscrit, on s’intéresse à deux problèmes conçus pour répondre à cette problématique. On présente tout d’abord un état de l’art sur le problème GRAPH MOTIF, pour lequel il existe une large littérature algorithmique, puis on réalise une étude algorithmique approfondie du problème MAXIMUM COLORFUL ARBORESCENCE. Le problème MAXIMUM COLORFUL ARBORESCENCE est une redéfinition plus précise d’un problème de la littérature qui avait été introduit dans le but de déterminer de novo la formule moléculaire de petites molécules inconnues. Alors que MAXIMUM COLORFUL ARBORESCENCE est, tout comme le problème original, algorithmiquement difficile à résoudre même dans des classes d’arbres très contraints, cette nouvelle définition nous permet ainsi d’obtenir de nouveaux algorithmes d’approximation dans ces mêmes arbres contraints et même de trouver une nouvelle classe de graphes dans laquelle MAXIMUM COLORFUL ARBORESCENCE se résout en temps polynomial. On montre également des résultats de complexité paramétrée pour ce nouveau problème, qu’on compare ensuite à ceux de la littérature pour le problème original sur des instances issues de données biologiques.
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Contributor : Guillaume Fertin <>
Submitted on : Wednesday, March 27, 2019 - 1:06:07 PM
Last modification on : Friday, May 17, 2019 - 11:37:41 AM

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  • HAL Id : tel-02081176, version 1

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Julien Fradin. Complex graphs in biology : problems, algorithms and evaluation. Bio-informatique [q-bio.QM]. Université de Nantes, Faculté des sciences et des techniques; Ecole Doctorale MATHSTIC, 2018. Français. ⟨tel-02081176⟩

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