A multi-scale constraint programming model of alternative splicing regulation

Alternative splicing is a key process in post-transcriptional regulation, by which several kinds of mature RNA can be obtained from the same premessenger RNA. The resulting combinatorial complexity contributes to biological diversity, especially in the case of the human immunode ciency virus HIV-1. Using a constraint programming approach, we develop a model of the alternative splicing regulation in HIV-1. Our model integrates di erent scales (single site vs. multiple sites), and thus allows us to exploit several types of experimental data available to us. Key-words: computational biology, constraint programming, modeling, hybrid system, alternative splicing, HIV-1 Equipe Modbio, LORIA (UMR 7503 CNRS, INPL, INRIA, Université Henri Poincaré Nancy 1, Université Nancy 2), BP 239, 54506 Vand÷uvre-lès-Nancy, France y Laboratoire de Maturation des ARN et Enzymologie Moléculaire, UMR 7567 CNRS-UHP, BP 239, 54506 Vand÷uvre-lès-Nancy, France z Projet Helix, INRIA Rhône-Alpes, 655 avenue de l'Europe, Montbonnot, 38334 Saint Ismier, France x Part of this work was done within the ARC INRIA Process Calculi and Biology of Molecular Networks , http://contraintes.inria.fr/cpbio Modèle multi-site en programmation par contraintes de la régulation de l'épissage alternatif Résumé : L'épissage alternatif est un processus clef parmi ceux qui composent la régulation post-transcriptionnelle. Il permet d'obtenir di érents ARN matures provenant du même ARN prémessager. La complexité combinatoire qui en résulte contribue à la diversité biologique. Ceci est particulièrement explicite au cours du cycle de vie du virus d'immunodé cience humaine de type 1 (VIH-1). En utilisant la programmation par contraintes, nous proposons un modèle de régulation de l'épissage alternatif de VIH-1. Ce dernier intègre di érentes échelles (un unique site d'épissage contre plusieurs sites d'épissage) et nous permet ainsi d'exploiter des données expérimentales de natures di érentes à notre disposition. Mots-clés : bioinformatique, biologie computationnelle, programmation par contraintes, modélisation, système hybride, épissage alternatif, VIH-1 Multi-site model of alternative splicing regulation 3