Du calcul intensif vers l’intuitif – visualisation, modélisation et manipulation des macromolécules biologiques dans leur habitat

Bref historique. Après une thèse en chimie physique et théorique consacrée à l’extraction liquide-liquide, je me suis tourné vers les protéines membranaires lors d’un stage post-doctoral à l’université d’Oxford. J’ai poursuivi ces thématiques à mon recrutement au CNRS et suis actuellement directeur de recherche à l’Institut de Biologie Physico-Chimique. Je consacre une grande partie de mes recherches aux systèmes membranaires, notamment au récépteur de neurotransmetteur GLIC et au complexe SNARE impliqué dans la fusion membranaire, que j’étudie par dynamique moléculaire. Un lien fort avec l’informatique, notamment la réalité virtuelle et la visualisation scientifique, est créé afin de progresser en dehors des sentiers battus.

Recherches en cours. En faisant appel au calcul intensif, les simulations de dynamique moléculaire avec des modèles de plus en plus réalistes sont capables de nous informer sur les propriétés structurales et fonctionnelles d’assemblages membranaires. Je m’intéresse à la transmission de signaux, la fusion membranaire et l’infection virale (voir par exemple la modélisation récente du virus de la grippe). On peut maintenant rendre ces simulations plus intuitives.

Simulations « intuitives ». En combinant les simulations avec les techniques issues de la réalité virtuelle, le chercheur peut observer en temps réel les mouvements qui animent les molécules. Il peut saisir, allonger et manipuler ces molécules de manière interactive,
pour étudier à la fois leur déformation et leur agencement. Les  molécules sont rendues palpables par un périphérique à retour d’effort. Dans cette approche, la visualisation occupe une place centrale.

UnityMol est une base logicielle pour développer des solutions de visualisation, analyse et exploration de données biologiques. Une des originalités de UnityMol est son implémentation à travers un
moteur de jeu vidéo. Nous venons de connecter ce logiciel de visualisation à des simulations de dynamique moléculaire pour interagir directement avec la molécule d’intérêt. Cette manipulation apporte une nouvelle dimension très concrète et intuitive à l’exploration de la structure des biomolécules.

Supports:

– 15.03.17_VisMO_Orleans : la présentation donnée à VisMO

– Video water