samedi 24 décembre 2005

Le programme de recherche Rosetta@Home fait parti des projets du type BOINC (partage de ressources de calculs des internautes pour la computation scientifique).
Ce projet, issu des laboratoires de l'université de Washington, vise à simuler des formes de repliement de protéines et à en calculer l'énergie.

Le protéines sont les micro-machines qui dans le corps (méabolisme à l'échelle cellulaire) sont chargées d'effectuer diverses tâches essentielles au fonctionnement du corps (vérificatoin des chaînes ADN, construction...). Comprendre le fonctionnement d'une protéine est important car cela pourra permettre de maîtriser les mécanismes d'action de cette machinerie organique. Cette compréhension ne peut se faire qu'en comprenant la structure de repliement de la protéine (relation stucture-fonction). Depuis peu, le génôme humain a été entièrement séquencé et il existe maitenant des méthodes permettant de remonter à la structure d'une protéine à partir de sa séquence.

Les applications sont énormes (virologie, cancerologie, génothérapie...) mais le masse de données à traiter est tellement colossale qu'elle recquière des temps de calculs phénomènaux. Le projet Rosetta@Home consiste donc à partager la puissance de calcul inutilisée de millions d'internautes dans le but de simuler les milliers de possibilité de repliement de protéines afin de trouver la configuraton qui permetra de remonter à sa fonction. Les structures possèdant une fonction on pu petre identifiées comme étant celles de plus basse énergie. Ces fonctions ayant été déterminée expérimentalement dan sun premier temps, il suffira de comparer le sprotéines obtenues par la simulaiton aux protéines identifiées par l'expérience afin d'en obtenir la structure.

Déroulement de la simulation :

Dans un premier temps, le programme va sélectionner aléatoirement un domaine énergétique pour une protéine qui va définir sa forme de départ (on caractérise une protéine par son énergie de repliement) puis va rechercher le point voisin ayant l'énergie la plus basse possible en effectuant des modifications dans l'orientation des bras de la protéine. Le programme va ainsi procéder, recherchant de proche en proche l'énergie la plus basse possible jusqu'à avoir déplacé tous les chaînons de la protéine. Une fois cette énergie déterminée, le programme va alors renvoyer son résultat (la structure de plus basse énergie trouvée) qui sera comparé avec les résultats de tous les autres simulateurs (les internautes) dans le but d'identifier la structure de plus basse énergie.

Description de l'interface :


L'interface de Rosetta@Home se présente sous la forme d'une fenêtre noire dans laquelle on trouve sept parties caractéristiques du prcessus de simulation en cours et une de texte donnant les informations relatives aux étapes et à l'identification de la simulation. Le cadre "Searching" montre le mouvements en cours de la portéine, ce qui correspond à la structure acuellement testée. Le cadre "Accepted" indique la dernière structure valide testée. Le cadre "Lowest" indique la structure de plus basse énergie obtenue pour les configuraitons déjà testées. Le cadre "Native" correspond à la srtucture déterminée expérimentalement. "Accepted Energy" donne la courbe d'énergie de chauq emouvement effectué par la protéine. "RMSD" est une fonction de corélation de la structure actuellement calculée avec la protéine "Native". Enfin, le nuage de point en bas à droite représente la corélation (RMSD) en fonction de l'énergie (Accepted enrgy).

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