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Equipe de recherche ABS

Algorithmes et Biologie Structurale

Présentation de l'équipe

Les travaux de l'équipe-projet ABS (Algorithmes et Biologie Structurale; Algorithms, Biology, Structure) se situent à l'interface entre l'algorithmique et la biologie structurale. Le problème central étant ici l'élucidation du rapport entre la structure et la fonction des macro-molécules biologiques, deux questions se posent: la prédiction de la structure d'une protéine à partir de sa séquence (folding), et la prédiction de complexes faisant intervenir plusieurs partenaires à partir des molécules prises isolément (docking). Ces questions se heurtent a deux classes de difficultés. D'une part, un système macro-moléculaire présente plusieurs milliers de degrés de liberté: pour fixer les idées, trois par atome. D'autre part, les échelles de temps pertinentes sont d'une étendue extrême: le pas de temps d'intégration requis par une dynamique moléculaire est la femtoseconde, alors que les échelles de temps biologiques vont de la seconde à l'année.

Dans ce contexte, qu'il s'agisse de folding ou de docking, une approche multi-échelle s'impose. En fonction du niveau de précision souhaité, diverses méthodes sont mises en œuvre. Les plus grossières sont essentiellement de nature géométrique, et font intervenir des quantités apprises sur des données biologiques et des leurres. S'agissant d'une phase d'exploration, ces méthodes nécessitent en général la manipulation d'un grand nombre de structures. Les plus fines font intervenir des champs de forces physiques, avec un solvant explicite, ainsi que des calculs d'optimisation afin de localiser le (les) minimum(a) d'énergie d'un système donné.

Les recherches d'ABS s'inscrivent dans ces deux registres, et visent à améliorer la compréhension des systèmes macro-moléculaires en s'appuyant sur le développement, d'une part de modèles plus précis, et d'autre part d'algorithmes plus efficaces et plus robustes opérant sur ces modèles. En contribuant à l'étude du rapport entre la structure et la fonction des bio-molécules, ABS ambitionne donc de promouvoir l'intégration de considérations structurales en biologie des systèmes.

Axes de recherche

  • Modélisation de complexes protéiques à résolution atomique.
  • Modélisation de gros assemblages protéiques.
  • Modélisation de la flexibilité des protéines.
  • Fondements algorithmiques.
  • Logiciels.

Relations industrielles et internationales

  • J. Janin, CNRS / Orsay
  • C.H. Robert, IBPC / CNRS, Paris

Mots-clés : Biologie Structurale Proteines Repliement Docking Complexes

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