Nouveau modèle d’ADN simplifié pour des simulations informatiques avancées

L'ADN est la molécule qui contient toute l'information génétique nécessaire au développement et au fonctionnement des organismes vivants. Elle est organisée en une structure appelée « chromatine », qui se trouve à l’intérieur du noyau des cellules. La forme que prend la chromatine affecte directement l’activité des gènes, et il est donc important d’avoir une compréhension détaillée de la structure de l’ADN et de pouvoir prédire ses variations.

Maintenant, un article publié dans la revue Recherche sur les acides nucléiques présente un modèle d'ADN simplifié appelé CGeNArate, qui permet d'effectuer des simulations informatiques rapides et précises.

L'étude a été dirigée par Modesto Orozco, professeur à la Faculté de chimie de l'Université de Barcelone et chef du laboratoire de modélisation moléculaire et de bioinformatique de l'Institut de recherche en biomédecine (IRB Barcelone), situé au Parc scientifique de Barcelone (PCB).

La méthode utilise une approche spécifique qui consiste à simplifier un système complexe en réduisant son nombre de degrés de liberté et en regroupant les atomes en unités à gros grains. De plus, il utilise des algorithmes d’apprentissage automatique pour reconstruire la résolution atomique des trajectoires simulées. Cela permet d’étudier la structure et le comportement de l’ADN sans avoir recours à des modèles complexes et fastidieux, facilitant ainsi une recherche plus rapide et plus accessible.

“Ce nouveau modèle peut être utile pour les projets qui nécessitent d'étudier la structure de l'ADN de manière détaillée et agile. Bien que le modèle soit déjà fonctionnel, nous travaillons à l'améliorer et à l'appliquer à d'autres composants du noyau cellulaire, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles perspectives.” opportunités dans la recherche biomédicale”, note Modesto Orozco, professeur au Département de biochimie et de biomédecine moléculaire de l'UB.

Informations génomiques détaillées

L'équipe de recherche a testé le nouvel outil et validé son potentiel pour obtenir des simulations de chromatine à grande vitesse. Le modèle a permis d'observer le comportement d'une section spécifique d'ADN dans un gène de levure, ainsi que de modéliser la structure de l'ADN dans les mitochondries et de reproduire la flexibilité de différentes structures d'ADN dans divers contextes.

“Il a également pu simuler la formation de petites structures circulaires d'ADN appelées minicercles”, explique David Farré-Gil, premier auteur de la recherche et titulaire d'un doctorat. étudiant dans le même laboratoire. Ces résultats démontrent l'efficacité de la méthode d'analyse détaillée de l'ADN et de la chromatine.