Développement et application d'une approche de docking par fragments pour modéliser les interactions entre protéines et ARN simple-brin / Nicolas Chevrollier ; sous la direction de Fabrice Leclerc

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

ARN monocaténaire

Interactions ARN-protéine

Simulation de docking moléculaire

Nucléotides

Bioinformatique structurale

Leclerc, Fabrice (Directeur de thèse / thesis advisor)

Bressanelli, Stéphane (1967-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Dejaegere, Annick (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Pasquali, Samuela (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Chauvot de Beauchêne, Isaure (1987-....) (Membre du jury / opponent)

Brevern, Alexandre de (19..-.... ; bioinformaticien (INSERM)) (Membre du jury / opponent)

Université Paris-Saclay (2015-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Université Paris-Sud (1970-2019) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : Les interactions ARN-protéine interviennent dans de nombreux processus cellulaires fondamentaux. L'obtention de détails à l'échelle atomique de ces interactions nous éclaire sur leurs fonctions, mais permet également d'envisager la conception rationnelle de ligands pouvant les moduler. Lorsque les deux techniques majeures que sont la RMN et la cristallographie aux rayons X ne permettent pas d'obtenir une structure 3D entre les deux partenaires, des approches de docking peuvent être utilisées pour apporter des modèles. L'application de ces approches aux complexes ARN-protéine se heurtent cependant à une difficulté. Ces complexes résultent en effet souvent de la liaison spécifique d'une courte séquence d'ARN simple-brin (ARNsb) à sa protéine cible. Hors, la flexibilité inhérente aux segments simples-brins impose dans une approche classique de docking d'explorer un large ensemble de leur espace conformationnel. L'objectif du projet est de contourner cette difficulté par le développement d'une approche de docking dite "par fragments". Ce dernier s'est fait à partir de domaines de liaison à l'ARN très représentés dans le monde du vivant. Les résultats ont montré une excellente capacité prédictive de l'approche à partir de la séquence de l'ARN. Ils ont de plus montré un potentiel intéressant dans la prédiction de séquences d'ARN simple-brin préférentiellement reconnues par des domaines de liaisons à l'ARN.

Résumé / Abstract : RNA-protein interactions mediate numerous fundamental cellular processes. Atomic scale details of these interactions shed light on their functions but can also allow the rational design of ligands that could modulate them. NMR and X-ray crystallography are the 2 main techniques used to resolve 3D highresolution structures between two interacting molecules. Docking approaches can also be utilized to give models as an alternative. However, the application of these approaches to RNA-protein complexes is hampered by an issue. RNA-protein interactions often relies on the specific recognition of a short singlestranded RNA (ssRNA) sequence by the protein. The inherent flexibility of the ssRNA segment would impose, in a classical docking approach, to explore their resulting large conformation space which is not computationally reliable. The goal of this project is to overcome this barrier by using a fragment-based docking approach. This approach developed from some of the most represented RNA-binding domains showed excellent results in the prediction of the ssRNA-protein binding mode from the RNA sequence and also a great potential to predict preferential RNA binding sequences.