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GnpIS, un système d’information dédié aux plantes d’intérêt agronomique et à leurs champignons pathogènes

L'intégration des données est aujourd’hui un enjeu majeur de la bioinformatique moderne. GnpIS est un système d’information performant développé au sein de l’Inra Versailles-Grignon. Entièrement dévolu aux plantes et à leurs champignons pathogènes, il fait le lien entre structure du matériel génétique et traits agronomiques. Ouvert à l’international, il est l’élément clé de nombreux projets d’envergure développés en partenariat.

ATTENTION !!! Droits d'utilisation de l'ensemble du reportage jusqu'en 06/2014.
Informatique d'entreprise. Baie de serveurs.. © ©, BEAUCARDET William
Mis à jour le 09/05/2015
Publié le 10/01/2014

Plus de dix ans après les débuts de la génomique, les technologies d’analyses haut-débit ne cessent d’accroitre leurs performances. Le nombre d’espèces séquencées augmente - dont les espèces d’intérêt agronomique – ainsi que le nombre de données concernant chacune d’elles. Face au défi que cela représente, des chercheurs et ingénieurs de l’Inra Versailles-Grignon ont mis en place un système d’information des plus efficaces, GnpIS.

De la génétique à la génomique en toute originalité.

Entièrement dévolu aux plantes d’intérêt agronomique et à leurs champignons pathogènes, GnpIS permet d’intégrer, stocker et archiver des données produites par différentes études scientifiques et de mettre en place des environnements d’exploration qui facilitent leur mise en relation.
C’est avant tout, un système d’information original offrant à ses utilisateurs la possibilité de faire le lien entre des informations génétiques (cartes et marqueurs génétiques, QTL, lignées et populations, phénotypes…) et des données de la génomique (séquences, annotations des génomes, polymorphismes, transcriptome…).
Il présente également la particularité d’intégrer l’ensemble de ces données dans un même système d’information. Ceci garantit la cohérence des relations, évite des ambiguïtés qui seraient liées, par exemple, à l’enregistrement des données (effets liés aux caractères - majuscule, minuscule ; aux descriptifs utilisés – mots de sens équivalents…), garantit la fiabilité du stockage et prévient toute erreur dans l’exploitation des données.

Une structure architecturale à deux étages

GnpIS est construit sur une architecture à deux niveaux
• une base intégrative : espace de stockage et d’intégration des données ;
• des outils d’interrogation utilisant des bases de données spécialisées pour les requêtes et ciblant les données clés pour l’entrée dans la base intégrative. Une interface web permet aux utilisateurs d’interroger de manière intuitive l’ensemble du système d’information.
Sa structure, comme les développements dont il bénéficie, repose sur une équipe de chercheurs et d’ingénieurs rompus aux plus récentes avancées de la bioinformatique et de la biologie végétale en matière de connaissances, méthodologies et de technologies informatiques (développement informatique, base de données, fouille de données, architecture systèmes et réseaux…).

Un système d’information sécurisé ouvert sur le monde… végétal

GnpIS, tout en pouvant garantir la confidentialité de certaines informations, est accessible en consultation libre via un point d'entrée unique (Site internet). Il permet à ses usagers en alimentant le système avec les résultats de leurs travaux, de confronter leurs données aux ressources déjà présentes et partagées dans GnpIS. En trois ans il a triplé le nombre de visiteurs : en 2013, il y a eu en moyenne 1500 visiteurs par mois, 41000 visites et 2 800 000 pages lues sur l’année.
Si GnpIS gère les données issues des travaux scientifiques de l’Inra, il est, plus encore, un système ouvert sur l’extérieur via des projets collaboratifs de très grande envergure. Il est ainsi associé aux projets nationaux  « Investissements d’avenir » pour les espèces blé, maïs, pois, betterave, miscanthus, sorgho, colza et « Infrastructure nationale » de phénotypage haut-débit (Phénome). A l’international, GnpIS et les équipes qui l’animent, sont engagés dans les consortiums blé (International Wheat Genome Sequencing Consortium, Wheat Initiative) et vigne (International Grape Genome Program) et participent au Groupe de travail Union européenne – Etats Unis sur la recherche en biotechnologie, dans le domaine de la bioinformatique végétale (EC-US Plant Biotechnology task force).
Aujourd’hui, à la croisée des mondes de la génétique et de la génomique, GnpIS est un système d’information pérenne et efficient qui se démarque de ses homologues par sa structure, son niveau d’intégration et son sujet d’étude - il est essentiellement appliqué à plusieurs espèces végétales d’intérêt agronomique et à leurs champignons pathogènes.
Demain, GnpIS, face aux volumes toujours plus importants de données issues des biotechnologies, verra ses capacités évoluer vers des technologies novatrices plus performantes, de type « NoSQL », servant à manipuler les masses de données géantes des sites web de très grande audience de type réseautage social et moteurs de recherche. Un challenge auquel les équipes qui gravitent autour de ce système sont déjà en train de travailler dans des perspectives plus que jamais internationales.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

En savoir plus

Delphine Steinbach, Michael Alaux, Joelle Amselem, Nathalie Choisne, Sophie Durand, Raphaël Flores, Aminah-Olivia Keliet, Erik Kimmel, Nicolas Lapalu, Isabelle Luyten, Célia Michotey, Nacer Mohellibi, Cyril Pommier, Sébastien Reboux, Dorothée Valdenaire, Daphné Verdelet, and Hadi Quesneville. 2013. GnpIS: an information system to integrate genetic and genomic data from plants and fungi. Database (Oxford), publié en ligne 19 août 2013. doi: 10.1093/database/bat058.