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Modéliser et comprendre l’élasticité d’un brin d’ADN

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Modéliser et comprendre l’élasticité d’un brin d’ADN

En modélisant numériquement l’effet de l’agitation thermique sur les repliements d’une molécule d’ADN, des physiciens ont reproduit pour la première fois les propriétés mécaniques d’un brin d’ADN mesurées en laboratoire.

 

Depuis une vingtaine d’années, les biophysiciens savent étirer et tordre une molécule d’ADN unique tout en mesurant les forces mises en jeu. Si les informations recueillies sont nombreuses, leur interprétation reste délicate, car il est impossible de visualiser directement les nombreux repliements de la molécule étudiée. Pour cela, les chercheurs doivent se reposer sur des simulations numériques dont la mise au point est un réel challenge, car un seul brin est composé de plus de 300 éléments en mouvement. En intégrant l’effet des fluctuations thermiques dans les algorithmes très efficaces mis au point pour l’animation des structures mécaniques dans les jeux vidéo, des physiciens théoriciens du laboratoire de physique théorique de la matière condensée (LPTMC, CNRS/UPMC) viennent de mettre au point une nouvelle approche de simulation de l’ADN cent fois plus rapide que les techniques utilisées jusqu’à présent. Cette méthode, qui reproduit fidèlement les résultats expérimentaux, permet également de manipuler de l’ADN associé à des protéines, tel qu’on le trouve dans le noyau cellulaire. Cette recherche vient de paraître dans la toute nouvelle section Methods de la revue PLoS Computational Biology. Lire l'intégralité de l'article sur le site de l'INP du CNRSNouvelle fenêtre.

Pour en savoir plus :

 

Laboratoire de physique théorique de la matière condensée (LPTMC, CNRS/UPMC)Nouvelle fenêtre

 

Référence :

In silico single-molecule manipulation of DNA with rigid body dynamics. P. Carrivain, M. Barbi et J.-M. Victor, PLoS Computational BiologyNouvelle fenêtre, DOI : 10.1371/journal.pcbi.1003456 (2014).

Vignette photo : instantané d’une simulation numérique dans laquelle une molécule d’ADN de 3000 paires de bases est manipulée par des pinces magnétiques virtuelles. L’ADN est attaché d’un côté à une bille magnétique (en magenta) et de l’autre à une lame de verre (couleur sable). La conformation qui en résulte présente deux plectonèmes, dont on peut voir la diffusion le long de l’ADN.



10/04/14