Boinc - Equipe de la Science

Site de la miniteam Equipe de la Science composante de L’Alliance Francophone sur la grille de calcul partagé et bénévole BOINC.
  • Article

  Tanpaku ?

lundi 11 décembre 2006, par pas93

Le projet TANPAKU, de l’université scientifique de Tokyo , est ouvert à votre participation. TANPAKU (du mot japonais tanpaku-shitsu , signifiant « protéine ») se propose d’étudier la structure et la fonction des protéines en employant une méthode innovante appelée dynamique brownienne

Tanpaku

Tanpanku

Mise au point d'une nouvelle méthode pour la prévision de structure de protéines. Cette méthode appellée dynamique brownienne , est basée sur la simulation du mouvement brownien qui permettrait sur le long terme de disposer d'une méthode de prédection beaucoup moins gourmande en puissance informatique.

 

« TANPAKU » vise à prévoir des structures de protéine à l'aide du calcul partagé

Le projet « TANPAKU » tire son origine du mot en langue japonaise tanpaku-shitsu, signifiant protéine.

 

Les stats :

 

Au sujet de « TANPAKU »

« TANPAKU » est un projet qui s'attaque au problème « de la prévision de la structure des protéines » en employant la méthode « de l'informatique répartie ». Ce projet est développé en collaboration avec le laboratoire Yamato (département des Sciences biologiques et des technologies) et le laboratoire Takeda (département des sciences de l'information) de l'université scientifique de Tokyo. Le projet a fini un essai préliminaire dans notre université et il est ouvert pour les volontaires publics.

Sommaire :

  1. Les protéines jouent un rôle fondamental dans notre vie
  2. Protéines, acides animés et ADN
  3. La relation entre la structure des protéines et leurs fonctions
  4. Prévision de structures de protéine par la simulation sur ordinateur
  1. Boinc
     

Qu'est ce que la prévision de structure d'une protéine ?

Les protéines jouent un rôle fondamental dans notre vie

Les protéines font partie prenante de notre vie. Par exemple, l'amylase digère l'amidon pour produire de l'énergie, l'hémoglobine transporte l'oxygène à travers le corps et l'insuline régule la quantité de sucre absorbée par le sang.

Protéine, acide aminé et ADN

Une protéine est composée à la base par l'assemblement de 20 sortes différentes d'acides aminés. Les protéines sont des polymères non-ramifié construits par la liaison de centaines d'acides aminés, où les chaines de peptide sont formés d'un groupe carboxyl d'une acide aminé lié à un groupe aminé libre venant d'une autre acide aminé après l'élimination d'une molécule d'eau. L'ordre de ces acides aminés ou séquence détermine les propriétés de la protéine.

Amino acids

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D'une part, la séquence ADN (Acide désoxyribonucléique) d'un gène fournit des informations sur la séquence d'acide aminé de la protéine qu'elle code. Par conséquent, le gène est un modèle pour reconstituer une protéine et ainsi le génome humain, l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce, est un modèle de notre corps dans sa globalité. Comme l'information génomique nous fournit beaucoup d'indices pour résoudre les secrets de la vie, des centaines de projets de séquençage du génome ont été exécuté à travers le monde et ce pour de nombreuses espèces . Aujourd'hui, le génome humain a été déchiffré !

La relation entre la structure des protéines et leurs fonctions

Connaitre l'information génomique , équivaut t-il à comprendre la vie dans son ensemble ?

Structure de protéineMalheureusement, bien que nous sachions qu'un gène correspond à une protéine, il est encore difficile d'en déduire sa fonction dans la séquence des acides aminés.

La protéine se plie dans son unique structure tridimensionnelle correspondant à sa séquence d'acide aminé et à sa fonction dans notre corps. En d'autres termes, il y a un rapport profond entre la structure d'une protéine et sa fonction. Par conséquent, si nous pouvons prévoir la structure d'une protéine à partir de son enchainement d'acides aminés, cette information structurellel fournira des informations très utiles pour déduire sa fonction en tant que protéine.

Cependant, nous ne disposons pas de la méthode qui puisse prévoire la structure repliée d'une protéine à partir de sa seule séquence d'acides aminés.

Prévision de structures de protéine par la simulation sur ordinateur

Il y a un intérêt certain pour la prévision des structures de protéine par simulation sur ordinateur. Bien que la puissance informatique ait considérablement augmenté , il est encore difficile de disposer d'assez de conformations (représentation statique des molécules) dans un temps raisonnable pour aboutir au repliement d'une structure même avec des ordinateurs dernier cri.

Au vue de cette situation, les chercheurs ont proposé diverses méthodes pour surmonter cette difficulté. Dans notre laboratoire, une méthode, appelée « dynamique brownienne  » basée sur la simulation du mouvement brownien, a été développée, et a jusqu'ici donné quelques résultats satisfaisants. Cette méthode de dynamique brownienne nous permettrait de mettre au point sur le long terme une méthode de simulation qui aurait besoin d'un temps d'utilisation informatique beaucoup moins important comparé avec les méthodes conventionnelles de simulation.

Cependant, pour réaliser notre objectif final qui est de prévoir une structure de protéine à partir de sa séquence d'acide aminé, une plus grande puissance de calcul informatique est exigée. Afin de réaliser cette condition, nous améliorons l'algorithme informatique et nous prêtons également attention à simuler la dynamique brownienne sur une ressource informatique plus puissante.

Ainsi, nous lançons le projet « TANPAKU » sur l'informatique répartie.

Qu'est ce que l'informatique répartie ?

L'informatique répartie est un système de calcul qui résout un vaste ou difficile problème exigant une puissance informatique considérable, ceci est possible en donnant de petites parties du problème à un grand nombre d'ordinateurs à travers un réseau. Le projet le plus célèbre de l'informatique répartie est « SETI@home » (SETI a pour but la recherche de l'intelligence extraterrestre) lancé à Berkeley, Université de Californie, en mai 1999, dans lequel des données entrantes du radio télescope sont analysées pour rechercher la preuve de transmissions radios effectuées par une intelligence extraterrestre.

BOINC

« TANPAKU » emploie « BOINC » ( Berkeley Open Infrastructure for Network Computing ) qui est une plateforme de partage des ressources informatiques grâce à l'emplois de l'informatique répartie. En participant à BOINC vous participez à beaucoup plus qu'un simple projet d'informatique répartie, il vous ait possible d'indiquer le pourcentage de votre puissance de calcul que vous souhaitez consacrer à chaque projet. Aujourd'hui de nombreux projets d'informatique répartie dont SETI@home sont disponibles sur la plateforme de BOINC.