Sujet : Mise en œuvre d’une infrastructure distribuée pour le développement d'un champ de force mésoscopique pour l'étude de l'interaction protéine-membrane

Responsable : Olivier Coulaud, Juan Elezgaray (IECB)
Téléphone : 05 40 00 69 11
e-mail : coulaud@labri.fr
Site Web : http://www.labri.fr/scalapplix
Equipe : Scalapplix

Présentation du sujet :

Descriptif :
Les interactions existant entre les peptides et les membranes sont à l'origine de nombreux processus biologiques (la mort cellulaire ou apoptose, le trafic cellulaire, la signalisation, etc ...). La modélisation de ces interactions est souvent un outil complémentaire indispensable à l'approche expérimentale. Cependant, l'approche classique qui décrit les interactions au niveau atomique, ne permet pas d'atteindre de nos jours les échelles de temps vraiment importantes pour ces processus. Le but du projet est la mise en place d'une méthodologie permettant la description de ces interactions à une échelle spatiale légèrement supérieure à l'atome, ce qui résout en principe le problème des échelles de temps.
L’objectif de la thèse sera d’une part de proposer des potentiels mésoscopiques qui reflètent au mieux les interactions atomiques et d’autre part de développer une infrastructure logicielle permettant de réaliser cela. La fonction de coût pour optimiser les coefficients du potentiel effectif modélisant les interactions à l’échelle mésoscopique nécessite de coupler un code d’optimisation avec un code de dynamique moléculaire. Un aspect non trivial dans ce problème concerne le choix de la famille des potentiels au sein de laquelle l'optimisation a lieu. Il faudra aussi gérer le fait que, au cours de l'optimisation, des instabilités dans la dynamique puissent se produire du fait d'un mauvais choix du potentiel. L'autre aspect non trivial du projet réside dans le choix de la méthode d'optimisation. Il faut en effet souligner que chaque itération de la méthode d'optimisation implique forcement la réalisation d'une dynamique moléculaire significative du point de vue statistique, donc forcement gourmande en temps de calcul.

Cette thèse s’effectuera au sein du projet ScAlApplix et en étroite collaboration avec l’équipe modélisation de l’IECB (Institut Européen de Chimie et de Biologie)

Mot-clés : dynamique moléculaire, optimisation, cahmp de forces, modélsiation mesoscopique