4D-OMICS

Le projet 4D-OMICS vise à décrypter à différentes échelles les mécanismes fondamentaux qui régissent les organismes vivants (des molécules aux organismes considérés dans leur environnement complexe).

Le projet 4D-OMICS a obtenu des financements dans le cadre de l'action "Équipements structurants pour la recherche : EquipEx+" du Programme d’Investissements d’Avenir 3.

Objectifs

Les nouvelles avancées technologiques de la biologie se traduisent par la production de données massives et complexes, hétérogènes et souvent multi-dimensionnelles.

Elles ouvrent de nouvelles perspectives pour déchiffrer des processus biologiques complexes qui sont :
- Dynamiques (cf biologie du développement, évolution),
- Multi-variés (affectant des molécules, des paramètres physico-chimiques) et,
- Multi-échelles (allant des molécules aux écosystèmes, de la milliseconde à des millions d'années).

Relever les grands défis de la biologie nécessite des solutions dédiées au traitement et la gestion de grandes masses de données, à l'interface entre la biologie et les sciences des données.

Impacts

4D-omics vise à structurer la composante biologique de DATACENTER SUD, le nouveau centre de données régional de la Région Sud. Ce projet rassemblera les équipements et les ressources nécessaires pour réaliser des programmes à fort impact qui nécessitent un stockage massif de données et un calcul performant.

Ainsi, l'infrastructure 4D-omics sera construite de telle sorte qu'elle puisse stocker et traiter des données biologiques, modéliser les organismes vivants pertinents et intégrer l’impact des changements moléculaires et cellulaires qui ont lieu dans les systèmes biologiques normaux ou pathologiques. L’ensemble du cycle de vie des données sera traité (acquisition, stockage, analyse, conformité aux principes FAIR pour une science ouverte). Compte tenu de la relative imprévisibilité des percées scientifiques, l'infrastructure est construite de manière à pouvoir soutenir une grande variété de projets biologiques.

4D-omics met en place une plateforme de données très visible en biologie, bien articulée avec l’ensemble des infrastructures nationales en biologie et en santé. La mise en place est organisée en deux étapes :

- Au cours de la phase d'installation (Années A1-A3), une configuration initiale de stockage et de traitement est testée sur une sélection de projets biologiques phares, sur la biologie à l'échelle de la cellule unique, la microbiologie, la métagénomique, les sciences de la santé, et l'imagerie.
- Pendant la phase opérationnelle (Années A4-A8), la ressource sera ouverte à des collaborations nouvelles et/ou externes, y compris émanant de partenaires privés.

L'hébergement de ressources numériques pour de grands projets et la fourniture d'approches innovantes pour traiter de grands volumes de données biologiques permettront alors d'affermir sa visibilité internationale.

4D-omics apporte une réponse régionale et pragmatique à la croissance des projets numériques de biologie sur UCA et sur MA, contribuant ainsi à préserver l'indépendance nationale de nos ressources informatiques. La vision véritablement interdisciplinaire de 4D-OMICS couvre ainsi un large spectre allant de la théorie aux applications.

Sont anticipées des collaborations étroites entre biologistes, mathématiciens et informaticiens une meilleure description des mécanismes d'interaction, de signalisation et de communication entre les biomolécules, les cellules, les organes et les espèces, et la mise en place de solutions transformantes en modélisation, dans l'interprétation et l'extraction de connaissances. Ces progrès seront facilement transposables à de nombreux domaines applicatifs, tels que le diagnostic, les décisions médicales, l'épidémiologie, l'agronomie et les sciences de l'environnement.

Contribution d'Aix Marseille Université

Le CEDRE (projet IDeAL) au travers de son pôle INFRA a été chargé de conception et de la mise en œuvre des moyens de stockage et le calcul dans de ce projet dans le DataCenter Sud.

Après avoir réalisé la collecte des besoins auprès des partenaires sous la responsabilité d’Aix-Marseille Université, CEDRE a réalisé une étude pour optimiser l’achat des matériels de stockage et de calcul. Il a déployé et mis en œuvre ses moyens pour la communauté de Recherche et participe activement a son maintien en condition opérationnel.

Le projet 4D-OMICs au sein d’Aix Marseille Université c’est :