[WCG] Topic Help Cure Muscular Dystrophy

Le projet Décrypthon d'assemblage moléculaire, ou docking moléculaire, utilisera la puissance de calcul du World Community Grid pour déterminer les interactions protéine-protéine pour des milliers de protéines dont la structure tridimensionnelle est connue et référencée dans la Banque de données des protéines (www.rcsb.org/pdb). Les protéines analysées incluront certaines protéines impliquées dans des pathologies neuromusculaires.

Ce projet permettra la création d'une base de données contenant des informations sur les sites d'interactions potentielles des protéines qui auront été analysées. Des travaux complémentaires permettront d'étudier les interactions de ligands avec l'ADN (tels que des médicaments). L'intérêt thérapeutique est important, car s'il est possible de modéliser une petite molécule pour inhiber ou augmenter l'interaction d'une molécule avec un partenaire, il est beaucoup plus difficile de comprendre comment cette même molécule peut influencer directement ou indirectement d'autres interactions existantes.

L'approche proposée dans ce projet combine l'utilisation d'informations évolutionnistes (comment l'évolution a modifié les protéines pour améliorer leurs fonctions) et la modélisation moléculaire (détermination par calculs informatiques de la position relative de deux partenaires qui interagissent entre eux) pour identifier des interactions potentielles entre deux protéines.

La modélisation moléculaire, comme son nom l'indique, correspond aux méthodes théoriques et informatiques pour modéliser et simuler le comportement des molécules. Ces méthodes et techniques servent à étudier la structure des systèmes biologiques comme le repliement des protéines, ou l'identification de liaisons entre une protéine et un ligand allant de l'analyse de petites molécules à des systèmes plus complexes (interactions entre plusieurs protéines).

L'assemblage entre une protéine et son ligand (docking) est une technique de modélisation pour prédire la position et l'orientation (structure tridimensionnelle) d'une protéine en relation avec son ligand (une autre protéine, l'ADN, un médicament, etc.). Les méthodes de docking sont fondées sur des principes purement physiques, et même les protéines de fonctions inconnues, ou qui ont été très peu étudiées, peuvent être modélisées. La seule condition préalable est que leur structure tridimensionnelle ait été déterminée expérimentalement, ou qu'elle puisse être estimée par une approche théorique (modélisation).

L'approche par docking moléculaire commence généralement par l'interrogation d'une base de données de molécules de structure tridimensionnelle connue, en essayant de trouver des paires de molécules qui ont une affinité à se lier entre elles. Cette affinité est évaluée à l'aide d'une fonction calculant pour chaque interaction un score. Au final, un classement des paires de molécules présentant les meilleures caractéristiques de liaison pour une protéine ciblée est établi. La qualité de l'interaction est caractérisée par une composante géométrique et une composante chimique. La composante géométrique détermine la manière dont les surfaces (structure tridimensionnelle) des molécules interagissent entre elles, à la manière d'une main dans un gant. La composante chimique décrit la qualité des interactions atomiques entre les deux molécules partenaires (les interactions moléculaires sont-elles fortes ou faibles ?).

Pour des structures complexes comme les protéines (les plus petites sont composées de centaines d'atomes), la modélisation par des moyens informatiques des interactions protéine-protéine demande beaucoup de temps. Sans le World Community Grid, les calculs de docking seraient beaucoup trop longs. Ainsi, pour les 168 protéines sélectionnées initialement dans le projet, le temps de calcul nécessaire pour un ordinateur PC à 2 GHz a été estimé à 14 000 ans environ.

Une solution pour franchir cette barrière du temps de calcul est d'utiliser les informations liées à l'évolution des protéines pour prédire les sites potentiels d'interactions. Un docking moléculaire peut ainsi être réalisé pour les surfaces des protéines qui ont le plus de chance d'interagir entre elles. Cette analyse préliminaire fondée sur l'évolution des protéines permet de réduire considérablement le temps de calcul par un facteur 100, et ainsi d'étendre l'analyse à un plus grand nombre de protéines en sollicitant l'aide essentielle du World Community Grid. Sans l'aide du World Community Grid, les temps de calcul nécessaires pour mener ce projet avec un grand nombre de protéines seraient prohibitifs.

Les volontaires qui mettent leur PC à la disposition du World Community Grid participeront à ce programme de recherche des meilleurs partenaires protéine-protéine. Leur participation permettra de mener à bien d'autres projets conduits par l'AFM, le CNRS, l'INSERM et d'autres acteurs scientifiques. Ils contribueront ainsi à l'élaboration d'outils qui amélioreront les connaissances scientifiques indispensables au développement de thérapies nouvelles pour les maladies rares.

Plus d'infos :

Site du WCG
Site officiel du projet
Site de L'Alliance Francophone

Le WCG vient d'annoncer la fin de la phase I du projet Help Cure Muscular Dystrophy (HCMD). Le serveur n'enverra plus de calculs et ceux restants recevront normalement leurs points.

:idea: Ceux qui ont spécifié dans leur paramètres WCG de ne recevoir des calculs que pour le projet HCMD doivent penser à cocher un ou des nouveaux projets pour éviter que leur agent ne se tourne les pouces pour rien ;)

Lancé le 21 Décembre 2006, le projet aura pu réaliser l'équivalent de 14 siècles et 88 années de calcul sur un ordinateur unique.

La 2ème phase ne devrait pas commencer avant le dernier trimestre 2007 voire dans le pire des cas au début de l'année 2008.

:idea: Grâce à la réallocation de la puissance de calcul, le projet Genome Comparison devrait se terminer plus tôt que prévu (Fin du projet Genome Comparison prévue pour dans environ 55 jours, c'est à dire début août).

Source :
L'Alliance Francophone

Suite au lancement de la phase 2 du projet HDMP (billet posté sur le blog) je ré-ouvre ce topic.