Simuler la dynamique des molécules
Les interactions de biomolécules comme les protéines ou l'ADN avec une surface synthétique sont essentielles dans de nombreux domaines comme la bio-nanotechnologie et le génie biomédical. Ainsi, un implant comme la tige fémorale nécessite une intégration profonde dans les tissus du receveur et l'adsorption de protéines sur la prothèse constitue un facteur essentiel de cette assimilation. Il est donc vital que les chercheurs comprennent le comportement des protéines quand elles entrent en contact avec toute une palette de surfaces en matériau synthétique. Les chercheurs du programme PROTEIN-SURF SIM («Program development for the molecular simulation of protein-surface interactions») ont développé un simulateur des dynamiques moléculaires à l'œuvre pendant cette interaction afin de prédire comment diverses protéines vont se comporter sur une large variété de matériaux. Ce simulateur est appelé LAMMPS (pour Large Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator). Pour chaque application, l'activité biologique d'une protéine varie avec l'accessibilité du solvant et la structure de ses domaines d'activité. Il est maintenant possible d'obtenir des informations qui permettent de contrôler la conformation et l'orientation des biomolécules. L'équipe du projet a également achevé l'élaboration d'une nouvelle série de modules nécessaires à la simulation du comportement des protéines sur des surfaces en solution. Ils ont également comparé les différentes méthodes de simulation. La validation du module dans des systèmes biomolécule-surface spécifiques s'est achevée avec succès en présentant une efficacité de calcul soixante dix fois supérieure à celle du programme de simulation actuel. Après vérification exhaustive de chaque module, ceux-ci ont été mis en ligne en téléchargement libre sur le site du projet. Les principaux utilisateurs travailleront probablement dans le domaine de la santé mais la technologie est aisément modifiable et adaptable à d'autres domaines de recherche.
Mots‑clés
Module, biomolécule, surface synthétique, protéine, implant, bio-nanotechnologie, simulateur, LAMMPS