Résumé : 

Qu’est-ce qui fait qu’un organisme est vivant ? Les êtres vivants ne peuvent pas être compris comme de simples systèmes physiques : ils interagissent avec leur environnement et gèrent leurs ressources selon de véritables stratégies biologiques. La perspective émergente de « l’économie de la cellule » offre ainsi de nouvelles façons d’interpréter, d’analyser et de prédire le comportement cellulaire, avec des applications prometteuses en biotechnologie. Ce domaine repose sur des modèles computationnels issus de la biologie des systèmes, fondés sur des méthodes mathématiques avancées. Pour le rendre accessible aux étudiant.e.s et aux non-spécialistes, des scientifiques du département MathNum, en collaboration avec des partenaires internationaux, développent un manuel en libre accès : Economic Principles in Cell Biology. Entièrement non commercial, il est publié en ligne en versions régulièrement mises à jour et a déjà été téléchargé plus de 1 300 fois. En parallèle, une école d’été annuelle présente les chapitres sous forme de cours destinés aux doctorant.e.s et jeunes scientifiques. L’édition 2025 marquera la 4ᵉ session ainsi que la parution de la première version imprimée du livre. Les supports pédagogiques — diapositives, vidéos et notebooks Jupyter — sont librement disponibles en ligne. L’initiative, portée par un chercheur MathNum, contribue à structurer une communauté internationale croissante autour de ces thématiques et invite chercheur.e.s et étudiant.e.s de disciplines variées à participer à ce champ en plein essor. 

Contexte et enjeux :

Comment les cellules parviennent-elles à se maintenir en tant qu’organismes vivants ? Façonnées par des milliards d’années d’évolution, elles ont développé une grande diversité de stratégies pour optimiser leurs chances de survie. Adopter une vision « économique » de la cellule peut ainsi révéler des principes généraux d’organisation qui sous-tendent les mécanismes du vivant. Depuis 2022, un groupe international coordonné par W. Liebermeister (MathNum, unité MaIAGE) développe un manuel en libre accès consacré à la physiologie cellulaire et à l’allocation des ressources. Dès le départ, le projet visait également à transformer ces chapitres en supports pédagogiques et à organiser des écoles d’été destinées aux doctorant.e.s et jeunes chercheur.e.s. 

Résultats :

Le manuel, disponible gratuitement au format PDF, présente les bases de la modélisation métabolique et cellulaire, les modèles d’allocation des ressources, ainsi que des thématiques avancées. Il compte actuellement 15 chapitres, avec d’autres en préparation, et a été téléchargé plus de 1 300 fois sur Zenodo. Conçu par un consortium international, il constitue désormais une référence pour les scientifiques entrant dans ce domaine émergent. Les écoles d’été, destinées aux étudiant.e.s et jeunes scientifiques, proposent des cours basés sur les chapitres du manuel, donnés par leurs auteurs, ainsi que des travaux pratiques utilisant des notebooks Jupyter. Organisées chaque année depuis 2022 à Paris (2022–2024) puis à Vienne (2025), elles ont rassemblé en 2025 près de 40 participant.e.s sur place et jusqu’à 100 en ligne, provenant d’Europe, d’Asie, d’Afrique et d’Amérique. L’ensemble des diapositives, vidéos de cours et notebooks Jupyter est librement accessible en ligne. Ces ressources constituent une bibliothèque pédagogique ouverte qui complète à la fois le manuel et les écoles d’été. 

Perspectives :

Le développement du manuel se poursuit et donnera lieu, dans les prochaines années, à des versions régulièrement enrichies et mises à jour. Les écoles d’été ont vocation à continuer et pourraient évoluer vers de nouveaux formats ou s’organiser dans d’autres lieux afin de toucher un public plus large. Une série de vidéos pédagogiques, actuellement en postproduction, viendra compléter les supports existants et rendre les concepts encore plus accessibles. Enfin, le projet souhaite attirer de nouveaux contributeurs pour élargir les thématiques abordées et renforcer la communauté internationale qui se construit autour de l’étude de l’économie de la cellule. 

Valorisation :

Le manuel et l’ensemble des ressources pédagogiques associées sont librement accessibles sur le site du projet. Bien que conçu avant tout comme une ressource en ligne, environ 80 exemplaires imprimés ont été distribués, renforçant sa visibilité au sein de la communauté scientifique. Au-delà du soutien apporté aux étudiant.e.s et chercheur.e.s, cette initiative contribue à promouvoir la science ouverte, la collaboration internationale et une formation de qualité en biologie quantitative. Grâce à sa mise à disposition libre, à ses mises à jour régulières et à l’implication active d’un réseau mondial de scientifiques, elle participe à l’avancement du domaine émergent de l’économie de la cellule. 

Référence correspondant au FM Manuel en libre accès « Economic Principles in Cell Biology » - doi 10.5281/zenodo.8156386