Mise au point d'une nouvelle méthode pour la prévision de la structure des protéines. Cette méthode appelléedynamique brownienne, est basée sur la simulation du mouvement brownien qui permettrait sur le long terme de disposer d'une méthode pour des simulations de longue durée
Résultats :
Sur cette page, vous pouvez visionner les résultats des simulations effectuées sur les PCs des volontaires de TANPAKU. Les images de ces pages sont mises à jour toutes les 10 minutes en utilisant les derniers résultats.
Note :
Toutes les figures ont pour nom
XXXX_YY.png. Ici,
XXXX corresponds à l'identification des simulations pour chaque cible. YY correspond au
YYème résultat de la simulation du groupe XXXX.
Publication : Tadashi Ando et Ichiro Yamato. Dynamique brownienne pour le repliement des protéines. In Yukio Kaneda, Hiroshi Kawamura, et Masaki Sasai, éditeur : Frontiers of Computational Science, pages 157-163. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.
Toutes ces simulations ont été conçues dans le laboratoire
Yamato
Au sujet de « TANPAKU »
« TANPAKU » est un projet qui s'attaque au problème
« de la prévision de la structure des protéines » par l'utilisation de
« l'informatique
répartie ». Ce projet est développé en
collaboration avec le laboratoire Yamato (département des Sciences biologiques et des technologies) et le laboratoire Takeda (département des sciences de l'information) de
l'université scientifique de Tokyo. Le projet a fini un essai
préliminaire dans notre université et il est ouvert pour
les volontaires publics.
Qu'est ce que la prévision de la structure d'une protéine ?
Les protéines jouent un rôle fondamental dans notre vie
Les protéines font partie prenante de notre vie. Par exemple, l'amylase digère l'amidon pour produire de l'énergie, l'hémoglobine transporte l'oxygène à travers le corps et l'insuline régule la quantité de sucre absorbée par le sang.
Protéine, acide aminé et ADN
Une protéine est composée à la base par l'assemblage de 20 sortes différentes d'acides aminés.
Les protéines sont des polymères
non-ramifiés construits par la liaison de centaines d'acides aminés, où les chaines de peptide sont formées
d'un
groupe carboxyl
d'une acide aminé liée
à un groupe aminé libre
venant d'une autre acide aminé après l'élimination d'une molécule d'eau. L'ordre
de ces acides aminés ou séquence détermine les propriétés de la protéine.
D'une part, la séquence ADN (Acide désoxyribonucléique) d'un gène fournit des informations
sur la séquence d'acide aminé de la protéine qu'elle code. Par conséquent,
le gène est un modèle pour reconstituer une protéine et ainsi le génome humain,
l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce, est un modèle de notre
corps dans sa globalité. Comme l'information génomique nous fournit
beaucoup d'indices pour résoudre les secrets de la vie, des centaines de projets
de séquençage du génome ont été exécutés
à travers le monde et ce pour de nombreuses espèces. Aujourd'hui, le génome humain a été déchiffré !
La relation entre la structure des protéines et leurs fonctions
Connaitre l'information génomique , équivaut t-il à comprendre la vie dans son ensemble?
Malheureusement, bien que nous sachions qu'un gène correspond à une protéine, il est encore difficile d'en déduire sa fonction dans la séquence
des acides aminés.
La protéine se plie dans son unique structure tridimensionnelle
correspondant à sa séquence d'acide aminé et à sa fonction dans notre
corps. En d'autres termes, il y a un rapport profond entre la structure
d'une protéine et sa fonction. Par conséquent, si nous pouvons prévoir
la structure d'une protéine à partir de son enchainement d'acides aminés, cette information
structurelle fournira des informations très utiles pour déduire sa
fonction en tant que protéine.
Cependant, nous ne disposons pas de la méthode qui puisse prévoir la
structure repliée d'une protéine à partir de sa seule séquence d'acides
aminés.
Prévision de structures de protéine par la simulation sur ordinateur
Il y a un intérêt certain pour la prévision des structures de protéine
par simulation sur ordinateur. Bien que la puissance informatique
ait considérablement augmentée, il est encore difficile de
disposer d'assez de conformations (représentation statique des molécules) dans un temps raisonnable
pour aboutir au repliement d'une structure même avec des ordinateurs dernier
cri.
Au vue de cette situation, les chercheurs ont proposé diverses
méthodes pour surmonter cette difficulté. Dans notre laboratoire,
une méthode, appelée « dynamique brownienne » basée sur la
simulation du mouvement brownien, a été développée, et a jusqu'ici donné quelques résultats satisfaisants. Cette méthode de dynamique brownienne nous permettrait de mettre au point sur le long terme une méthode de simulation qui aurait besoin d'un temps d'utilisation informatique beaucoup moins important comparé avec les méthodes
conventionnelles de simulation.
Cependant, pour réaliser notre objectif final qui est de prévoir une structure de
protéine à partir de sa séquence d'acide aminé, une plus grande puissance de calcul informatique
est exigée. Afin de réaliser cette condition, nous améliorons
l'algorithme informatique et nous prêtons également attention à
simuler la dynamique brownienne sur une ressource informatique plus puissante.
Ainsi, nous lançons le projet « TANPAKU » sur l'informatique répartie.
Qu'est ce que l'informatique répartie ?
L'informatique répartie est un système de calcul qui permet de résoudre un vaste
ou difficile problème exigant une puissance informatique considérable, ceci est possible en
donnant de petites parties du problème à un grand nombre d'ordinateurs
à travers un réseau. Le projet le plus célèbre de l'informatique
répartie est « SETI@home » (SETI a pour but la recherche de
l'intelligence extraterrestre) lancé à Berkeley, Université de Californie,
en mai 1999, dans lequel des données reçues par le radiotélescope
sont analysées pour rechercher la preuve de
transmissions radios effectuées par une intelligence extraterrestre.
BOINC
« TANPAKU » utilise « BOINC » (
Berkeley Open Infrastructure for Network Computing
) qui est une plateforme de partage des
ressources informatiques grâce à l'emplois de l'informatique
répartie. En participant à BOINC vous participez à beaucoup plus qu'un simple projet d'informatique répartie, il vous est possible d'indiquer le pourcentage de votre puissance de calcul que vous souhaitez consacrer à chaque projet.
Aujourd'hui de nombreux projets d'informatique répartie dont SETI@home sont disponibles sur la plateforme de BOINC.
Cet article a été publié le 08-07-2006 14:38. Vous pouvez suivre les commentaires suscités par cet article grâce au fil RSS 2.0. Vous pouvez laisser un commentaire.
Dernière mise à jour 17-12-2007 22:17
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Malheureusement, bien que nous sachions qu'un gène correspond à une protéine, il est encore difficile d'en déduire sa fonction dans la séquence
des acides aminés.