Prédiction des assemblages macromoléculaires à partir de la détection d'évenements de coévolution à leur interface

Anne Lopes (CEA)

Les interfaces protéiques sont soumises à une pression de sélection au cours de l'évolution afin de maintenir les interactions avec leurs partenaires. Comprendre les mécanismes de la pression de sélection survenant à l'interface des complexes protéiques, est un problème fondamental pour la prédiction structurale des assemblages macromoléculaires. Ainsi, a été développé au laboratoire, un nouveau score, SCOTCH (Surface COmplementarity Trace in Complex History), afin de discriminer les structures des complexes biologiques, des structures de complexes non natifs. Ce score repose sur l'hypothèse que la complémentarité des contacts entre résidus à l'interface (contacts hydrophobes, interactions polaires ou interactions entre résidus de charge opposée) doit être maintenue au cours de l'évolution. Autrement dit, les mutations au cours de l'évolution doivent minimiser la rupture de complémentarité physico chimique entre différents groupes de résidus en interactions. SCOTCH a démontré sa capacité à discriminer les complexes natifs des non natifs sur une base de données de 129 complexes permanents ou transitoires. Actuellement, un travail est en court afin d'améliorer les performances de la méthode en vue de l'appliquer à plus long terme, à la prédiction d'assemblages à grande échelle et ainsi contribuer à l'établissement des cartes de réseaux d'interactions protéiques.

L'origine des individus

Jean - Jacques Kupiec (ENS, Paris)

Le dogme de la biologie moléculaire, qui affirme que les phénomènes biologiques sont codés dans la séquence d'ADN des organismes est mis à mal par les découvertes récentes qui mettent à jour la complexité des interactions moléculaires - en particulier, leur stochasticité et leur non-spécificité.
Depuis le début des années 1980, Jean-Jacques Kupiec propose une nouvelle théorie de l'embryogénèse : le darwinisme cellulaire.
Dans son dernier ouvrage, "l'origine des individus", Jean-Jacques Kupiec revient sur les limites du dogme mais aussi d'autres théories alternatives - comme l'auto-organisation. Il démontre clairement en quoi ses propositions, enrichies par les dernières découvertes, sont capables d'intégrer dans une théorie unifiée les divers phénomènes qui posent problème aux théories classiques. Il présentera son travail et ses retombées en biologie comme en informatique.

Références :
- Kupiec, J-J., A probabilist theory for cell differentiation, embryonic
mortality and DNA C-value paradox. Specul Sci Technol. 1983;6:471–478.
- Kupiec, J-J., Sonigo, P., Ni Dieu ni gène, Seuil , Paris, 2000
- Kupiec, J-J., L'origine des individus, Fayard, Paris, 2008 ; en anglais : The origin of individuals, World Scientific, 2009.

Simulations numériques et généralisation du modèle de > développement cellulaire par hasard-sélection

Nicolas Voyer (Mitsubishi R&D)

Au sein d'un laboratoire Mitsubishi à Rennes, l'équipe de Nicolas Voyer s'est intéressé aux propositions de Jean-Jacques Kupiec. Il nous présentera :
1 un résumé des simulations d'embryogénèse effectuées par Jean-Jacques Kupiec, Bertrand Laforge et leurs collaborateurs
2 les apports méthodologiques au modèle initial (diffusion,membranes)
3 une généralisation possible du modèle à N molécules / 3N phénotypes.
4 - des pistes ouvertes pour des travaux futurs

Références :
Bertrand Laforge, David Guez, Michael Martinez and Jean-Jacques Kupiec,
Modeling embryogenesis and cancer: an approach based on an equilibrium
between the autostabilization of stochastic gene expression and the
interdependence of cells for proliferation, Progress in Biophysics and
Molecular Biology, Volume 89, Issue 1, September 2005, Pages 93-120.