Diversité et évolution des repliements protéiques chez les archées : de l'adaptation aux environnements extrêmes à l'origine des eucaryotes – DArchFolds

Comprendre comment les pressions environnementales ont façonné la diversité des repliements et des fonctions protéiques est essentiel pour comprendre l'évolution de la biodiversité. Véritables Legos moléculaires, les protéines sont faites de briques structurales dont la combinaison dicte leurs repliement et fonction. Savoir si l'inventaire des briques et repliements protéiques connus est complet, quelles sont les principales sources de diversité protéique et comment les contraintes environnementales façonnent l'espace structural des protéines est fondamental pour comprendre les bases structurales de l'innovation moléculaire et de l'adaptation des espèces. Ce projet focalise sur la diversité des protéines d'archées qui présentent une grande variété d'habitats, dont des extrêmes, et de nombreux gènes uniques (sans aucun homologue). Encore récemment, caractériser la diversité des repliements contenus dans ces protéomes était impensable pour des raisons de temps et de coûts. Cependant, le programme AlphaFold2 de DeepMind révolutionne la biologie structurale avec une intelligence artificielle capable de prédire les structures 3D des protéines avec une précision atomique inédite. Cela offre une opportunité sans précédent pour (i) répondre à une question toujours non résolue : connaissons-nous toutes les briques et repliements protéiques existant dans la nature ? et (ii) étudier la relation entre les contraintes environnementales et le répertoire 3D des briques, repliements et fonctions protéiques. Nous répondrons à ces questions avec l'exploration d'un jeu de données de 500 génomes (sélectionnés pour couvrir l'arbre des archées et leurs différents écosystèmes) et de leurs structures protéiques correspondantes pour mettre en évidence les innovations moléculaires entreprises par les espèces pour s'adapter à leur environnement. Nous étudierons aussi si les eucaryotes partagent plus de briques et repliements protéiques avec des groupes spécifiques d’archées comme les Asgards.