M2 - Methods for Computational Protein Design

Type de poste
Dates
Durée du poste
Contrat renouvelable
Contrat non renouvelable
Date de prise de fonction
Date de fin de validité de l'annonce
Localisation
Adresse

<p>Ecole Polytechnique</p><p>91128 Palaiseau</p>
Palaiseau
France

Contacts
Simonson Thomas
Email du/des contacts
thomas.simonson@polytechnique.fr
Description

<p>&nbsp;</p><p align="center" class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><b>Sujet de stage M2 &ndash; Bioinformatique structurale</b></font></p><p align="center" class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><b>année scolaire 2018-19</b></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; font-weight: normal; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Contact et encadrant: Thomas Simonson (directeur de recherches CNRS et professeur Ecole Polytechnique)</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; font-weight: normal; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Coordonnées: Laboratoire de Biochimie (UMR CNRS 7654), Ecole Polytechnique, Palaiseau;</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font color="#000080"><span lang="zxx"><u><a href="mailto:thomas.simonson@polytechnique.fr"><font face="Times New Roman, serif"><span style="font-weight: normal">thomas.simonson@polytechnique.fr</span></font></a></u></span></font><font face="Times New Roman, serif"><span style="font-weight: normal">, 0169334860</span></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><span style="font-weight: normal">Titre du stage: </span></font><font face="Times New Roman, serif"><b>Le dessin computationnel de protéines: mesures de performance et nouveaux développements</b></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; font-weight: normal; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Mots-clés: Monte Carlo, ingénierie des protéines, logiciel Proteus, programmation perl/python, analyse de séquences et structures moléculaires</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><span style="font-weight: normal">Description du sujet: </span></font><font face="Times New Roman, serif"><b>voir page suivante</b></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; font-weight: normal; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Date de début et durée estimée: début entre janvier et mars; durée 5 ou 6 mois</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; font-weight: normal; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Rémunération académique règlementaire, soit 554 Euros bruts/mois </font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Date limite de candidature: fin janvier 2019 (mais clôture avant si un candidat est choisi)</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><span style="font-weight: normal">Compétences essentielles recherchées: notions de biologie structurale et/ou bioinformatique structurale et/ou de biophysique moléculaire et/ou de chimie physique.</span></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; font-weight: normal; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Plus généralement, le stage peut convenir à une personne motivée avec une formation en bioinformatique, biochimie, biophysique, biologie moléculaire, chimie moléculaire, chimie théorique, ou équivalent, le sujet pouvant être infléchi en fonction du profil.</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%; page-break-before: always"><font face="Times New Roman, serif"><b>Le dessin computationnel de protéines: mesures de performance et nouveaux développements</b></font></p><p align="center" class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Equipe de bioinformatique structurale, Laboratoire de Biochimie, Ecole Polytechnique</font></p><p align="center" class="western" style="margin-bottom: 0.1in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Contact: Thomas Simonson, </font><font color="#000080"><span lang="zxx"><u><a href="mailto:thomas.simonson@polytechnique.fr"><font face="Times New Roman, serif">thomas.simonson@polytechnique.fr</font></a></u></span></font><font face="Times New Roman, serif">, 0169334860</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0.05in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Notre équipe développe et applique des méthodes de dessin computationnel, ainsi qu&#39;un des rares logiciels européens du domaine, le logiciel Proteus. </font><font face="Times New Roman, serif"><i>Le travail de stage proposé</i></font><font face="Times New Roman, serif"> consistera à déterminer les performances de notre dernier modèle sur plusieurs famille de protéines. Proteus permet des simulations Monte Carlo dans l&#39;espace des séquences et conformations, avec un squelette fixe ou mobile, en présence ou non d&#39;un ou plusieurs ligands, en permettant ou non les changements d&#39;état redox ou acid/base de groupes particuliers, et en exploitant plusieurs méthodes d&#39;échantillonage dont le &ldquo;Replica Exchange Monte Carlo&rdquo;, la métadynamique, et un panel de méthodes de &ldquo;umbrella sampling&rdquo;. Il utilise un champ de force récent de mécanique moléculaire (Amber) et un solvant implicite récent de type Born Généralisé. Ces éléments lui ont permis de produire, pour plusieurs systèmes, des séquences de qualité comparable au meilleur logiciel américain, Rosetta. Il obtient d&#39;excellentes performances pour le placement de chaines latérales (comparables à Scwrl4) et pour les calculs acide/base (supérieures à Rosetta). Il est appliqué à l&#39;ingénierie de complexes protéine-ligand, en collaboration avec plusieurs groupes expérimentaux et théoriques. Nous étudions notamment les aminoacyl-ARNt synthetases (avec une perspective d&#39;ingénierie du code génétique) et les domaines PDZ (avec une perspective d&#39;inhibition d&#39;interactions protéine-protéine). Ainsi, nous avons obtenu une tyrosyl-ARNt synthétase avec une stéreospécificité inversée, préférant la D-tyrosine comme substrat.</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Nous travaillons activement pour améliorer notre modèle de solvant, et notamment le traitement des interactions non-polaires ou hydrophobes. Le travail de stage pourra consister à étudier les performances en dessin computationnel d&#39;un ou plusieurs variants de notre tout dernier modèle. En effet, celui-ci a été paramétré et testé jusque-là pour des problèmes plus simples: prédictions de structure et de changements de stabilité suite à des mutations ponctuelles. Nous prévoyons un gain de performance et de vitesse grâce à ce nouveau modèle hydrophobe. Les techniques employées comprendront ainsi: la simulation Monte Carlo, la programmation perl et/ou python et shell, l&#39;analyse de séquences et de structures, la simulation de dynamique moléculaire (pour tester certaines séquences), la modélisation implicite du solvant.</font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0.1in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif">Nous sommes une équipe de modélisation moléculaire expérimentée (3 chercheurs permanents; 8 thèses et 60 articles depuis 10 ans), appartenant au Laboratoire de Biochimie de l&#39;Ecole Polytechnique. Nous sommes situés dans le centre de recherche interdisciplinaire de l&#39;Ecole et, au-delà, de l&#39;Université Paris-Saclay. La poursuite en thèse est envisageable (à travers l&#39;Ecole Doctorale de l&#39;Ecole Polytechnique). Quelques articles récents sont référencés ci-dessous; cf aussi biology.polytechnique.fr/biocomputing/biblio.html. </font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 11pt"><b>Références choisies </b></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i><b>(Noms en gras: stagiaires M2 au moment du travail)</b></i></font></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">- Polydorides, Michel, Druart, Mignon, Archontis, Simonson (2016) In </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i>&quot;Methods in Molecular Biology: Design and Creation of Protein Ligand Binding Proteins,&quot; </i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">Springer Verlag, New York. Proteus and the design of ligand binding sites.</font></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">- Simonson, Ye-Lehmann, Palmai, Amara, Wydau-Dematteis, Bigan, </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i><b>Druart</b></i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i>,</i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> Moch, Plateau (2016) </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i>Proteins</i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><span style="font-weight: normal">84:240-53</span></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">. Redesigning the sterospecificity of tyrosyl-tRNA synthetase.</font></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">- Mignon, Panel, </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i><b>Chen,</b></i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> Fuentes, Simonson (2017) </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i>J Chem Theory Comp</i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> 13:2271-89. doi.org/</font></font><font face="times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">10.1038/s41598-017-16221-8 </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">Computational design of </font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">the Tiam1 PDZ domain and its ligand binding</font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">.</font></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%"><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">-</font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i><b>Opuu,</b></i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i><b>Silvert,</b></i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> Simonson (2017) </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i>Scientific Reports</i></font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> 7, article 15873. doi.org/</font></font><font face="times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">10.1038/s41598-017-16221-8 </font></font><font face="Times New Roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">Computational design of fully overlapping coding schemes for protein pairs and triplets. </font></font></p><p class="western" style="line-height: 100%"><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">-Villa, Panel, </font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i><b>Chen,</b></i></font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> Simonson (2018) </font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><i>J Chemical Physics,</i></font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> </font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><span style="font-weight: normal">149</span></font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"><b>,</b></font></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> article 072302. </font></font><font color="#000080"><span lang="zxx"><u><a href="https://doi.org/10.1063/1.5022249"><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt">doi.org/10.1063/1.5022249</font></font></a></u></span></font><font face="Times new roman, serif"><font size="2" style="font-size: 10pt"> Adaptive landscape flattening in amino acid sequence space for the computational design of protein:peptide binding.</font></font></p><p class="western" style="margin-bottom: 0in; line-height: 100%">&nbsp;</p><p>
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</p><br/>
Laboratoire: Laboratoire de Biochimie, Ecoole Polytechnique