Membranes Et Récepteurs matriciels ; Interactions par Simulations Multi-Échelles // Matrix Membranes and Receptors; Interactions through Multi-Scale Simulations

La modélisation dynamique de systèmes moléculaires à l'échelle mésoscopique représente un enjeu au niveau des interfaces matricellulaires. En effet, elle permet de décrire et mieux comprendre leurs impacts dans le cadre de diverses pathologies, notamment associées au vieillissement. Cette compréhension contribue à l'émergence de stratégies thérapeutiques innovantes. Plus particulièrement, des protéines membranaires de grandes tailles sont impliquées dans les processus d'adhésion, le remodelage de la matrice ou en tant que récepteurs des produits de dégradation de la matrice extracellulaire. Ces protéines présentent une affinité pour des domaines de la membrane plasmique dont la composition et l'organisation jouent un rôle fonctionnel important. A l'échelle mésoscopique, il n'existe pas d'outils d'observation directe, et seule la simulation permet d'approfondir notre compréhension. Ainsi, l'intégrateur DURABIN, basé sur la dynamique des corps rigides (de granularité supérieure à la dynamique gros grains), a été développé pour simuler les systèmes biologiques à cette échelle. La représentation des membranes au sein de DURABIN n'autorise pas encore le suivi de la dynamique des protéines membranaires associées aux processus précités, c'est pourquoi le projet MERISME propose de développer une approche multi-échelle (tout atome, gros grains et corps rigides) pour étudier les acteurs moléculaires liés à la membrane. Il sera alors possible de paramétrer/améliorer DURABIN pour mieux décrire la dynamique des protéines membranaires et in fine affiner la compréhension des mécanismes d'activation et de recrutement des récepteurs matriciels à la membrane.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dynamic modeling of molecular systems at the mesoscopic scale represents a major challenge for matricellular interfaces. It enables us to describe and better understand their impact on various pathologies, particularly those associated with aging. This understanding contributes to the emergence of innovative therapeutic strategies. In particular, large membrane proteins are involved in adhesion processes, matrix remodeling or as receptors for extracellular matrix degradation products. These proteins have an affinity for domains of the plasma membrane whose composition and organization play an important functional role. At the mesoscopic scale, there exist no direct observation tools, and only simulation can deepen our understanding. The DURABIN integrator, based on rigid-body dynamics (with granularity greater than coarse-grain dynamics), has been developed to simulate biological systems at this specific scale. The representation of membranes within DURABIN does not yet allow the dynamics of membrane proteins associated with the above-mentioned processes to be monitored, so the MERISME project proposes to develop a multiscale approach (all-atom, coarse-grained and rigid-body) to study membrane-related molecular players. It will then be possible to parameterize/improve DURABIN to better describe the dynamics of membrane proteins, and ultimately refine our understanding of the activation and recruitment mechanisms of matrix receptors to the membrane.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2024

https://www.univ-reims.fr/

-