Intégration de données hétérogènes pour la détermination de la structure de complexes macromoléculaires : application à TFIID. – Puzzle-fit

L?objectif du projet est de développer des outils bioinformatiques pour intégrer des données expérimentales et bioinformatiques hétérogènes dans la reconstruction tri-dimensionnelle de complexes multi-protéiques. Le projet est centré sur le facteur de transcription TFIID comme paradigme d?un assemblage multiprotéique complexe composé de modules interchangeables. Les outils développés dans le cadre de ce projet seront cependant suffisamment généraux pour être adaptés à l?étude de divers complexes multiprotéiques. TFIID est composé de la protéine de liaison à la TATA-box (TBP) et de 14 protéines conservées appelées protéines associées à TBP ou TAFs. TFIID est impliqué dans plusieurs pathologies par ses propriétés de liaison à plusieurs activateurs/répresseurs de la transcription ou par l?activité histone acetyl transférase (HAT) de sa sous-unité TAF1. Plusieurs groupes à l?IGBMC ont contribué à la caractérisation fonctionnelle de TFIID au niveau cellulaire et moléculaire, et des travaux récents sur l?inactivation des TAFs dans des souris transgéniques ont éclairé leur fonction dans le développement et la différentiation tissulaire. Plusieurs questions essentielles sur les mécanismes moléculaires de l?action de TFIID restent cependant encore sans réponse et une meilleure compréhension de son organisation spatiale est essentielle dans cette perspective. TFIID constitue un exemple représentatif d?un complexe macromoléculaire pour lequel de nombreuses données structurales, biophysiques et fonctionnelles sont disponibles, mais où des informations cruciales sur l?organisation spatiale sont encore manquantes et freinent l?exploitation de l?ensemble des données déjà amassées. La motivation principale de notre projet est l?observation qu?un large ensemble de données biochimiques, génétiques et biophysiques peuvent être converties en contraintes spatiales et permettre de résoudre les ambiguïtés structurales. L?objectif du projet est d?intégrer ces données bioinformatiques, biophysiques et structurales pour élucider l?architecture de TFIID avec la meilleure résolution possible. Nous proposons une stratégie multidisciplinaire qui comprend la bioinformatique structurale, la génomique, les mathématiques appliquées et la biologie structurale expérimentale. L?objectif sera d?utiliser des méthodes avancées de simulation moléculaire pour assembler TFIID à partir de ses composants, d?une manière cohérente avec l?ensemble des données disponibles sur la structure et les interactions au sein du complexe. Un objectif majeur de Puzzle-fit sera de développer et valider des protocoles permettant d?intégrer les données résultant de la fouille de données d?interactomique dans le processus de reconstruction et de valider les modèles résultants. Cette approche multidisciplinaire sera implémentée par le partenariat entre A. Dejaegere (simulations moléculaires et bioinformatique structurale), O. Lecompte (génomique comparative), N. Wicker (statistique et mathématiques appliquées) et P. Schultz (microscopie électronique et études structure/fonctin de TFIID). Notre projet apportera des éléments originaux sur les mécanismes moléculaires de l?initiation de la transcription chez les eucaryotes, dans lequel TFIID joue un rôle majeur et apportera des informations nouvelles sur la dérégulation de la transcription dans les processus pathologiques Du point de vue méthodologique, notre projet mènera au développement de nouveaux outils bioinformatiques et statistiques pour simuler l?assemblage de complexes. Nous aurons accès à IMP et à son code source. IMP est une suite de programmes développés dans le laboratoire d?A. Sali (UCSF, USA) spécifiquement dans le but de générer la structure d?assemblages supramoléculaires à partir de données hétérogènes. Les développements méthodologiques seront rendu compatibles avec cet environnement informatique de manière à en assurer la plus large diffusion et seront d?un intérêt général pour l?assemblage de complexes.