Boucles de Rétroaction

Propriétés émergentes dues aux boucles de rétroaction: (Pour la Science avril 99)

Des biochimistes ont montré qu’un ensemble de voies enzymatiques interdépendantes ont des propriétés qualifiées d’émergentes car non déductibles de celles des voies isolées. C’est le cas dans la cellule où les produits intermédiaires d’une voie sont souvent les réactifs d’une autre.

C’est un réseau métabolique.

Dès le modèle de comportement à deux voies (après avoir déterminé les paramètres des voies isolées, tels vitesses de réaction et concentrations optimales) les propriétés émergentes apparaissent :

-       Après arrêt du stimulus déclenchant, les molécules finales continuent à être produites car un cycle stable ou boucle de rétroaction s’installe en résistant aux petites fluctuations de concentrations.

-          De plus de  ce couplage naît un seuil de stimulation qui régule la transmission des signaux : isolées les chaînes répondent à la moindre stimulation, couplées la réponse n’a lieu qu’au delà d’une certaine concentration.

La démonstration a été faite pour 4 voies.

Un tel réseau adopte un cycle stable qui dépend des conditions initiales telles que la concentration des réactifs (exemple de la répartition des récepteurs en fonction des taux hormonaux, neuromédiateurs, stimuli immunitaires durant l’enfance).

Ces résultats montrent que l’étude des phénomènes biologiques requiert la prise en compte de propriétés non intuitives.