Le métabolisme cellulaire est extrêmement complexe, en particulier chez les plantes qui disposent d’un compartiment spécifique appelé chloroplaste. Le chloroplaste est un organite présent dans le cytoplasme des cellules végétales, il permet la photosynthèse par l’intermédiaire de la chlorophylle et assure de très nombreux processus de biosynthèse ; son rôle est donc essentiel au fonctionnement de la cellule végétale.
Grâce aux très nombreux travaux de recherche effectués depuis une cinquantaine d’année, on envisage de prédire le métabolisme cellulaire végétal mais cela nécessite la centralisation des connaissances. Or, celles-ci sont à l’heure actuelle dispersées dans différentes ressources spécialisées (bases de données, littérature scientifique…). De plus, ces connaissances doivent être représentées sous une forme à la fois lisible par l’Homme et l’ordinateur pour des traitements mathématiques. Grâce au logiciel
ChloroKB, élaboré par des biologistes et des bioinformaticiens de BIG après cinq ans de travail, ces données intégrées sont maintenant disponibles.
ChloroKB se consacre à la plante Arabidopsis Thaliana, l’organisme de référence pour la recherche végétale. ChloroKB permet de naviguer dans un réseau reconstruit manuellement comprenant plus de 1100 protéines, 1500 métabolites et 700 complexes, localisés dans 5 compartiments subcellulaires. ChloroKB est, d’une part, une large base de données qui fournit des informations expertisées sur les gênes et, d’autre part, un logiciel qui fournit des données relationnelles permettant de visualiser les liens entre les voies métaboliques.
L’analyse visuelle est au cœur du logiciel qui hiérarchise les processus biologiques, classe par forme et couleurs les différents acteurs du chloroplaste et les autres compartiments cellulaires, lie par des flèches les transports divers de molécules sur le standard de modélisation du logiciel « Celldesigner ». L’utilisateur peut explorer de manière interactive les inter-connexions du reseau métabolique, localiser les métabolites à l’échelle subcellulaire ou encore visualiser les transports et les assemblages de protéines.
Enfin, du fait de la représentation contextuelle du réseau métabolique d’Arabidopsis, de nombreux éléments habituellement absents des bases de données sont représentés, comme des réactions encore incomprises ou des étapes manquantes au sein d’un réseau. Ainsi ChloroKB permet de générer de nouvelles hypothèses biologiques. Par exemple, l'assemblage des données revèle par exemple la cooccurrence de processus de synthèse et de processus de dégradations dans le même tissu, cooccurrence qui implique l'existence de processus de régulations qui restent à découvrir.
D’après le chercheur Gilles Curien : « Sans ChloroKB, l’accès à cette quantité de données expertisées prendraient des semaines pour être acquises ». Cette application web « facilite l’acquisition de connaissances par les néophytes et simplifie la communication entre experts du domaine » : ChloroKB apparait donc comme un outil visuel analytique très original et une ressource essentielle à la modélisation quantitative et prédictive du métabolisme des plantes.