Étude du rôle des résidus naturellement évolués et non catalytiques dans l'activité enzymatique via la conception computationnelle de protéines miniaturisées

Des catalyseurs biologiques extrêmement efficaces, connus sous le nom d'enzymes, ont émergé du processus évolutif après des éons de pressions sélectives. Élucider quels résidus sont directement impliqués dans le processus catalytique est relativement simple, mais ce n'est pas le cas pour les résidus qui peuvent faciliter la catalyse à partir de positions distales. Pour compliquer davantage la question, de nombreux résidus distaux ont également évolué dans le cadre de réseaux épistatiques améliorant des éléments tels que la stabilité et la multimerisation. La conception d'enzymes miniaturisées autour d'un châssis catalytique hypothétique devrait donc permettre une investigation plus approfondie de la fonction de ces résidus, ou de leur absence.

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Caractérisation du site de liaison de la protéine inhibitrice de l'ARN suppresseur p19.

Le domaine d'intérêt de mon doctorat est la protéine inhibitrice de l'ARN suppresseur, p19, présente dans le virus de la mosaïque italienne de la carnation (VMIC) et dans le virus du ralentissement buissonneux de la tomate (VRBT). La p19 peut séquestrer les siARN avec une affinité de liaison élevée, ce qui empêche finalement une dégradation ou une suppression ultérieure dudit ARN. Comme il a été précédemment démontré que la p19 différencie entre les siARN et les miARN par affinité de liaison, avec certains mutations ayant différents effets, les caractéristiques du site de liaison de la p19 seront étudiées à l'aide de techniques telles que la mutagenèse, la RMN et des analyses basées sur les gels.

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Dr. Nicolas Doucet

Prédiction et caractérisation de galectines synthétiques : analyse de pointe alimentée par l'intelligence artificielle

Les galectines sont des protéines qui jouent des rôles critiques dans des processus biologiques importants, et certaines d'entre elles ont été associées à des pathologies potentiellement mortelles. Bien que différentes galectines participent généralement à des processus biologiques distincts, leur affinité comparable et leur homologie structurale rendent difficile le développement de modulateurs fonctionnels spécifiques. Cela peut conduire à une inhibition hors cible des galectines homologues bénéfiques. Pour cibler spécifiquement les galectines impliquées dans certaines pathologies sélectionnées, il est nécessaire de décrypter leur mécanisme d'action unique au niveau moléculaire. Avec l'avancement exponentiel de l'apprentissage automatique, les outils bioinformatiques émergents promettent une fiabilité inégalée dans la prédiction de la relation entre une structure protéique, sa fonction et sa dynamique. ProGen, un algorithme d'apprentissage automatique non supervisé, est à l'avant-garde de ce progrès. Il génère des séquences protéiques synthétiques stables et fonctionnelles à partir d'une vaste base de données de plus de 280 millions de séquences protéiques naturelles. L'application de cet algorithme à la conception de galectines synthétiques nous permettra de développer de nouveaux modèles de galectines stables et fonctionnels, offrant une compréhension accrue et sans pareille de la relation structure-fonction-dynamique dans les galectines naturelles. Ces galectines synthétiques pourraient également être utilisées pour moduler des processus biologiques naturels ou pathologiques, en particulier en les utilisant comme inhibiteurs compétitifs.

J'aime jouer de la musique (piano, guitare et batterie), bricoler divers objets, apprendre tout ce qui concerne la science et explorer de nouvelles façons d'exprimer ma créativité.

Laval, Québec, Canada

Dr. Andrew Woolley

Développement d'un outil optogénétique à composant unique en manipulant l'activité de liaison dans la Protéine Jaune Photoactive (PJP)

Les outils optogénétiques classiques utilisent des protéines photosensibles et leurs ligands naturels ou modifiés comme partenaires de fusion avec les protéines cellulaires d'intérêt pour conférer un contrôle de la co-localisation et de l'activité des protéines à l'aide de la lumière. Cependant, un inconvénient majeur d'une telle approche est qu'elle ne peut pas être utilisée pour inhiber la fonction des protéines endogènes qui ne sont pas fusionnées avec une protéine photosensible ou un ligand, ce qui pourrait affecter les interactions naturelles. Au lieu de cela, nous proposons de manipuler directement l'activité de liaison dans une protéine photocommutable appelée PJP, ce qui permettra un contrôle de l'activité sensible à la lumière sans avoir besoin d'une protéine fusionnée. Cela peut être réalisé en utilisant des bibliothèques de phages combinatoires et des criblages in vitro.

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Calgary, Alberta, Canada

Dr. Elizabeth Meiering

Révélé - Identification des initiateurs d'agrégation dans les mutants de SOD1 associés à la SLA

L'agrégation des protéines est d'une importance centrale pour la santé humaine et pour le développement continu des produits à base de protéines. Bien que l'on sache généralement que les agrégats se forment à partir de protéines mal repliées ou désordonnées, les mécanismes moléculaires spécifiques et les facteurs conduisant à l'agrégation restent obscurs. La superoxyde dismutase 1 (SOD1), une métalloenzyme, est une protéine modèle attrayante pour étudier les mécanismes d'agrégation, car de nombreux mutants de SOD1 formant des agrégats toxiques sont fortement associés à la sclérose latérale amyotrophique familiale (fALS). Au laboratoire Meiering, différentes formes de variants de SOD1 sont conçues et étudiées dans diverses conditions. En utilisant une combinaison de techniques expérimentales et computationnelles, nous visons à déterminer les régions structurales labiles qui jouent potentiellement des rôles critiques dans les mécanismes d'agrégation, ainsi qu'à élucider les voies distinctes d'agrégation induites par les mutations. Les connaissances acquises grâce à nos recherches fourniront une base solide pour les futures conceptions de protéines afin de définir et, en fin de compte, contrôler l'agrégation.

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Ho Chi Minh City, Vietnam