Modélisation à l'échelle moléculaire

Simulation par Monte Carlo du processus de reconnaissance;
expériences de nano-manipulations sur molécule unique
Equipe Jean-Louis Viovy

Etudes analytique
Equipes M Dutreix/JL Viovy

Stratégie pour étudier la reconnaissance d'homologie
L’équipe de l’Institut Curie partenaire du projet a amorcé un projet combinant expérience et modélisation. Elle développe une étude de la structure des nucléofilaments ADN-RecA et de la recombinaison homologue sur molécules uniques par « pinces magnétiques ». Parallèlement, cette équipe a également entamé récemment une modélisation du processus de recherche d’homologie combinant modèles analytiques (Dutreix 2003) et simulations de Monte Carlo. Des résultats préliminaires très encourageants ont été obtenus, puisqu’on a pu en particulier observer des effets de séquences répétées qualitativement similaires à ce qui est observé expérimentalement (Fig. 2). C’est à notre connaissance la première fois que la reconnaissance d’homologie est abordée numériquement avec ce niveau de spécificité. Cependant, cette approche restait jusqu'à présent limitée et frustrante sur le plan quantitatif, dans la mesure où on n’a pas accès expérimentalement, loin s’en faut, à tous les paramètres énergétiques des structures et complexes formés. On a donc été obligé de leur donner des valeurs assez « ad hoc », diminuant ainsi grandement le caractère prédictif des simulations. A ce niveau, la modélisation moléculaire (groupe Prévost) devrait s’avérer un partenaire important en produisant des valeurs théoriques pour les différentes énergies d'interaction, calculées à partir de simulations à l'échelle atomique.

Figure 2 : Effet de différentes longueurs de séquences répétées sur le temps de recherche d’homologie par un nucléofilament « 25-mer ». L’ordonnée représente le nombre de bases alignées. Dans tous les cas le « zipping » de la séquence s’effectue très rapidement après 8 bases. On constate par contre une transition brutale du temps nécessaire pour atteindre ce seuil, pour un nombre de séquences répétées compris entre 7 et 8.