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Peter Tieleman

Université de Calgary

Des films mettant en vedette des molécules offrent de nouvelles perspectives sur la santé et les maladies

Si vous vous souvenez de vos cours de biologie du secondaire, vous savez qu’une cellule est entourée d’une membrane semi-perméable qui laisse entrer des nutriments, sortir des déchets et qui contrôle le flux de signaux chimiques. Ce que vous ne savez peut-être pas est que ces membranes sont composées de milliers de types de lipides et de protéines dont les interactions complexes sont essentielles à la vie et à la santé.

Jusqu’à récemment, il était difficile de savoir ce qui contribuait à une interaction saine des cellules ou, au contraire, ce qui pouvait engendrer la maladie. Les expériences visant l’observation de cet univers nanoscopique de lipides et de protéines en mutation sont difficiles à rassembler et comparer. En d’autres mots, ces expériences ne peuvent pas fournir un portrait complet des interactions moléculaires.

Peter Tieleman, un biochimiste à l’Université de Calgary, développe donc des modèles et des algorithmes visant à simuler parfaitement les interactions variables entre lipides et protéines. Avec l’aide du calcul informatique de pointe, il reproduit leur comportement – leur façon de se déplacer, d’interagir, et d’agir sur la membrane pour qu’elle puisse exécuter ses fonctions biologiques.

Tieleman crée ainsi un film dans lequel il peut voir chaque atome et ses interactions selon des échelles temporelles pouvant aller de femtosecondes à des millisecondes. De puissantes unités centrales de traitement de données sont nécessaires pour aboutir à ces résultats.

Il a également besoin d’un réseau informatique solide afin de transférer de grands volumes de données vers et en provenance de collaborateurs qui se trouvent ailleurs dans le monde.

En partageant ses simulations, Tieleman espère jouer un rôle important dans la résolution des enjeux biologiques les plus pressants de notre ère. Cela comprend la création de cellules polymères capable d’interagir avec les membranes afin d’accélérer le processus de guérison d’une plaie, ou encore la création de membranes végétales artificielles remplies de protéines capables de convertir la lumière du soleil en énergie.