Le projet PanGAIMiX propose trois axes de recherche en microbiologie computationnelle. Tout d’abord, il vise à développer des modèles améliorés pour les graphes de pangénomes. Les méthodes actuelles se concentrent sur des comparaisons au niveau des espèces, mais PanGAIMiX élargira cette approche au niveau du genre, permettant ainsi de capturer des schémas évolutifs plus vastes et une diversité génomique accrue, facilitant la compréhension de la dynamique évolutive des procaryotes.
Deuxièmement, PanGAIMiX mettra en œuvre des méthodes basées sur les réseaux neuronaux graphiques (GNN) pour identifier des modules génomiques conservés à travers des milliers de pangénomes. L'identification de modules conservés à travers une grande diversité d'espèces renforcera la génomique comparative et offrira de nouvelles perspectives sur l'évolution et le fonctionnement des communautés microbiennes.
Troisièmement, PanGAIMiX appliquera des outils d’intelligence artificielle (IA) pour prédire des processus biologiques complexes. Le projet analysera le « langage » des génomes microbiens en considérant les familles de gènes comme des unités linguistiques. Ces approches permettront de découvrir des fonctions biologiques encore inconnues en analysant les schémas d’organisation et de colocalisation des gènes. Ces avancées pourraient mener à la découverte de nouvelles voies métaboliques et offrir des éclairages sur la propagation de la résistance aux antibiotiques.
De plus, le projet créera PanGBank, une ressource pangénomique complète qui regroupera les génomes de plus de 40 000 espèces microbiennes. Cette base de données sera accessible via une API web. En facilitant l'accès et l'analyse des pangénomes, PanGAIMiX accélérera la recherche et aidera les microbiologistes à identifier de nouveaux schémas d’adaptation microbienne, de flux génétique et d’évolution.
Ces approches innovantes renforceront considérablement la génomique microbienne, en fournissant des outils puissants pour mieux comprendre les complexités de la vie microbienne et son rôle dans les écosystèmes, la santé humaine et les applications biotechnologiques.