Simu­la­tion molé­cu­laire

La compré­hen­sion fine des compor­te­ments dyna­miques des macro­mo­lé­cules est un verrou scien­ti­fique impor­tant pour l’étude des inter­ac­tions de macro­mo­lé­cules biolo­giques entre elles, proces­sus main­te­nant reconnu dans de nombreuses machi­ne­ries biolo­giques impliquées dans de très nombreuses patho­lo­gies. L’étude propo­sée vise à four­nir les outils qui aide­ront à cette compré­hen­sion. Cela procu­rera à l’UMR 6198 une possi­bi­lité d’in­ves­ti­ga­tion virtuelle d’hy­po­thèses tout à la fois rapide, peu onéreuse, et préci­sé­ment contrô­lable quant au rôle de chacun des nombreux para­mètres. Les avan­cées scien­ti­fiques en biochi­mie, biolo­gie molé­cu­laire, régu­la­tions cellu­laires qui décou­le­ront de l’uti­li­sa­tion d’un tel outil par l’UMR 6198 sont diffi­ci­le­ment prévi­sibles à ce jour, mais assu­ré­ment impor­tantes.

La concep­tion des modèles infor­ma­tiques néces­si­tera une nouvelle métho­do­lo­gie unifiée de simpli­fi­ca­tion de modèles dyna­miques réac­tifs complexes qui repré­sente un chal­lenge perti­nent et passion­nant pour les infor­ma­ti­ciens graphiques et devrait être appli­cables à de nombreux sujets d’étude rele­vant de secteurs ou disci­plines très variées. Le CReSTIC en tirera évidem­ment des avan­cées scien­ti­fiques en infor­ma­tique graphique et anima­tion dyna­mique.

Par ailleurs, les logi­ciels déve­lop­pés pour­raient être utiles à d’autres secteurs scien­ti­fiques (Chimie, Biochi­mie, Biolo­gie, Biotech­no­lo­gies…) et auront tout à fait leur place dans une inté­gra­tion au sein de la plate­forme modé­li­sa­tion molé­cu­laire. Cela laisse augu­rer, pour le futur, et autour de ces travaux, de poten­tielles colla­bo­ra­tions ou syner­gies avec des parte­naires tant acadé­miques qu’in­dus­triels.

Ce projet de recherche entre le CReSTIC et l’IFR 53 s’ins­crit dans le cadre opéra­tion­nel du « Centre Image » et utili­sera le calcu­la­teur ROMEO ainsi que la plate­forme modé­li­sa­tion molé­cu­laire. Cette colla­bo­ra­tion vise le déve­lop­pe­ment de modèles et outils infor­ma­tiques géné­ra­listes dont l’ap­pli­ca­tion directe aux objets d’étude de l’UMR 6198 (macro­mo­lé­cules complexes) devrait permettre d’ob­te­nir une infor­ma­tion cruciale sur l’évo­lu­tion de ces objets dans le temps sous champs de poten­tiel exté­rieurs, et donc d’abor­der diffé­rents nouveaux aspects de nano­bio­tech­no­lo­gies et autre robo­tique molé­cu­laire de systèmes isolés ou en inter­ac­tion avec retour de force.

Ces déve­lop­pe­ments infor­ma­tiques seront menés par le CReSTIC en liai­son étroite avec les collègues de l’UMR 6198 tant en amont (nature physique des inter­ac­tions et objets, connais­sances a priori) qu’en aval (vali­da­tion expé­ri­men­tale des modèles, vali­da­tion quali­ta­tive des logi­ciels en terme d’intel­li­gi­bi­lité des visua­li­sa­tions produites puis d’op­ti­ma­lité et de confort des inter­ac­tions propo­sées).

Les logi­ciels propo­sés utili­se­ront la puis­sance de calcul des maté­riels struc­tu­rants adap­tés dispo­nibles à l’URCA (ROMEO) et ceux en cours d’ac­qui­si­tion et de struc­tu­ra­tion. L’ac­crois­se­ment de la puis­sance de calcul couplée aux dispo­si­tifs de réalité virtuelle nous permet­tra de visua­li­ser et de déve­lop­per l’ex­pé­ri­men­ta­tion virtuelle. Les avan­cées tech­no­lo­giques en matière d’in­ter­face homme-machine nous offrent une nouvelle percep­tion en raccor­dant les cher­cheurs à leurs modèles. La modé­li­sa­tion de phéno­mènes complexes molé­cu­laires est aussi l’oc­ca­sion dans le cadre de ce programme de recherche de déve­lop­per et de vali­der de nouveaux para­digmes en matière de trai­te­ment et de visua­li­sa­tion inter­ac­tive.