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Conférence : Modélisation et dynamique moléculaire

La conférence « Modélisation et dynamique moléculaire : quel impact en sciences de la vie ? » organisée par Philippe SAUTET et Jean-Pierre SAUVAGE (Membres de l’Académie des sciences) se déroulera le 27 Mai 2014 de 14h30 à 17h30.

La modélisation et la simulation à l’échelle moléculaire occupent une place de plus en plus importante à l’interface des Sciences de la Vie et de la Chimie et sont aujourd’hui un partenaire clef de l’expérimentation. Cela a été illustré par l’attribution du prix Nobel 2013 à Martin Karplus, Michael Levitt et Arieh Warshel « pour le développement de modèles multi-échelle pour les systèmes chimiques complexes ». L’objectif de cette conférence débat est d’analyser l’impact de la simulation moléculaire en Sciences de la Vie, en particulier sur les questions reliées à la dynamique des molécules biologiques.


Programme :

14h30
Introduction : Philippe SAUTET, membre de l’Académie des sciences, directeur de recherche au CNRS, Université de Lyon, CNRS, Ecole Normale Supérieure de Lyon
14h35
Le mouvement : la caractéristique de la vie. Des marsupiaux aux molécules. Motion : Hallmark of Life. From Marsupials to Molecules. Martin KARPLUS, prix Nobel de chimie 2013, professeur à l’université de Harvard et directeur du Laboratoire de chimie biophysique, CNRS, université de Strasbourg
15h30  
Questions
15h40
La simulation des systèmes biologiques : au-delà de « l’expérimentalement visible »
Richard LAVERY, directeur de recherche au CNRS, université Lyon 1
16h05  
Questions
16h10  
Dynamique fonctionnelle multi-échelle du vivant. Jean-Louis MARTIN, directeur de recherche à l’Inserm et professeur à l’Ecole Polytechnique, Laboratoire d’Optique et Biosciences (LOB), Palaiseau
16h35  
Questions
16h40  
Discussion
17h00  
Conclusion


Le mouvement : la caractéristique de la vie. Des marsupiaux aux molécules
Martin KARPLUS, professeur à l’université de Harvard et directeur du Laboratoire de chimie biophysique, CNRS, université de Strasbourg

The lecture will present an intellectual path from the role of motion in animals to the molecules that make the motion possible. Motion is usually a way of distinguishing live animals from those that are not, but not always. Just as for the whole animal, motion is an essential part of the function of the cellular components. What about the molecules themselves? Does motion distinguish animate from inanimate molecules? For animals to move, they require energy, which is obtained primarily by using oxygen. So how are whales and dolphins able to use their muscles to dive to great depths, where oxygen is not available ? The immediate energy source for muscle function is the molecule ATP. Nature, by evolution, has developed a marvelous rotary nanomotor for the generation of this molecule. Experiments and simulations, particularly those with supercomputers, are now revealing the mechanism of this nanomotor and other cellular machines.

La simulation des systèmes biologiques : au-delà de « l’expérimentalement visible »
Richard LAVERY, directeur de recherche au CNRS, université Lyon 1

La dynamique moléculaire offre la possibilité de simuler numériquement le comportement des macromolécules biologiques dans leur environnement naturel. Malgré la taille de ces molécules, la faiblesse des interactions mises en jeu et l'importance de multiples échelles de temps, la simulation permet de construire un système moléculaire parfaitement défini, de contrôler des paramètres physico-chimiques, de moduler la nature des interactions prises en considération et, ainsi, de décortiquer tous les éléments responsables pour l'évolution du système. Grâce à l'amélioration de la représentation des interactions moléculaires, au perfectionnement des algorithmes de simulation et à la puissance croissante des ordinateurs, il devient possible d'analyser des systèmes biologiques de plus en plus réalistes. La simulation devient ainsi un outil important pour interpréter des observations expérimentales et pour guider de futures expériences. Je donnerai des exemples impliquant des protéines, des acides nucléiques et leurs assemblages qui illustrent les possibilités croissantes de ce domaine.

Dynamique fonctionnelle multi-échelle du vivant
Jean-Louis MARTIN, directeur de recherche à l’Inserm et professeur à l’Ecole Polytechnique, Laboratoire d’Optique et Biosciences (LOB), Palaiseau

En combinant des approches expérimentales fondées sur la technologie des lasers impulsionnels dans les temps ultra-courts et les simulations numériques, il est possible d’identifier et de visualiser la dynamique d’évènements moléculaires ou cellulaires essentiels à la vie. Les mouvements moléculaires et cellulaires sous-jacents s’expriment sur des échelles de temps s’étendant sur plus de 15 unités logarithmiques.
A titre d’exemple, seront présentés les évènements ultra-rapides intra-protéiques associés au transport et à l’utilisation de l’oxygène par l’organisme ainsi que l’identification et la visualisation in situ et in vivo des mouvements cellulaires lors des phases précoces de l’embryogénèse.


Lieu :
    Académie des sciences – Grande salle des séances
    23 quai de Conti, Paris 6e