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FlexibleMeccano : Analyse de données de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) mesurées sur des protéines désordonnées

Publié le 5 février 2019



Laboratoire impliqué
Groupe « Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN » de l'Institut de Biologie Structurale (IBS/FDP)
Contexte scientifique
Le groupe FDP travaille sur des protéines dites désordonnées car n'ayant pas de structure tridimensionnelle définie. La compréhension de ces protéines est un enjeu scientifique important car certaines d'entre elles sont impliquées dans des pathologies telles que le cancer ou la maladie d'Alzheimer.

Afin de comprendre le fonctionnement de ces protéines désordonnées, l'équipe FDP a développé le logiciel FlexibleMeccano qui permet de prédire la valeur de paramètres mesurables par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) sur ces protéines. Ces paramètres prédits sont ensuite comparés avec les données expérimentales mesurées sur la protéine étudiée.
Description du projet
Pour être utilisable par un grand nombre d'utilisateurs, il est important que le logiciel FlexibleMeccano comporte des interfaces graphiques appropriées et conviviales. C'est dans ce cadre que se déroule le projet mené avec le GIPSE.

La version actuelle de FlexibleMeccano peut être téléchargée sur site web de l'IBS.
Technologies utilisées
Application lourde développée avec Java (Netbeans Platform, Spring, AspectJ, JFreeChart, JUnit), Maven.
Publication associée au projet
Ozenne V, Bauer F, Salmon L, Huang JR, Jensen MR, Segard S, Bernado P, Charavay C and Blackledge M
Flexible-meccano: A tool for the generation of explicit ensemble descriptions of intrinsically disordered proteins and their associated experimental observables.
Bioinformatics, 2012, 28(11): 1463-1470
Interview de janvier 2013 de Valery Ozenne
Que vous apporte le logiciel dans votre travail ?
L'interprétation des données expérimentales des protéines intrinsèquement désordonnées est un des problèmes clés associés à ce champ de recherche. Nous devons abandonner la vision classique de la biologie structurale consistant à associer l'état d'une protéine à une structure unique. Nous passons ainsi d'un modèle comprenant une représentation visuellement accessible à un modèle statistique.
C'est là ou intervient l'algorithme FlexibleMecccano, sur la base de la séquence d'acides aminés, l'algorithme nous permet de générer des ensembles de structures représentatives de l'état désordonné de la protéine et nous permet de calculer les paramètres RMN correspondants. Il est alors possible de les comparer aux données expérimentales pour analyser en détails les particularités de la protéine telles que la présence de structures secondaires transitoires ou de contacts transitoires.

Pourquoi avoir fait appel au GIPSE ?
L'algorithme FlexibleMeccano est une application C s'utilisant initialement en ligne de commande. Nous souhaitions distribuer l'application à l'ensemble de la communauté RMN et plus particulièrement, nous voulions fournir une application évolutive, distribuable sur Internet et proposant une interface graphique conviviale pour analyser les données des simulations en comparaison avec les données expérimentales de l'utilisateur. Le GIPSE était déjà auparavant intervenu pour développer des solutions logicielles avec la mise en place du logiciel SculptorCNS. De nouveau, ce projet néccessitait des compétences poussées en informatique et particulièrement pour la gestion des architectures et des composantes graphiques de l'application d'où cet appel à projet.

Comment s'est passée la collaboration avec le GIPSE ?
Ce projet était sous la tutelle de Céline Charavay et Stéphane Segard. Nous avons eu à faire à une équipe très disponible et efficace. Le développement de l'application par le GIPSE a aussi permis d'optimiser, d'adapter au mieux les choix scientifiques logiciels et ergonomiques. Une des particularités techniques est le volume important de données générées par l'algorithme, la collaboration avec le GIPSE nous a nettement permis d'améliorer l'utilisation et les capacités du logiciel. D'autre part, le projet comprenait la prise en charge d'une partie du travail sur deux stages de fin d'étude, ces expériences se sont aussi révélées fortes instructives et bénéfiques pour le développement du logiciel.