Simulations de complexes biomoléculaires impliqués dans les sens chimiques (olfaction, gustation)

Notre cerveau perçoit notre environnement moléculaire via nos sens chimiques, i.e. olfaction et gustation, en déclenchant l’activation de capteurs chimiques appelés récepteurs olfactifs et gustatifs. Ces récepteurs sont activés de façon différentielle par un nombre pratiquement infini de molécules suggérant un code combinatoire très complexe. L'hypothèse de recherche est que les modèles numériques peuvent déchiffrer le code de la perception chimiosensorielle. Pour atteindre cet objectif, nous proposons d'utiliser des modèles numériques basés sur la connaissance des ligands et des récepteurs pour décoder i/ comment notre cerveau utilise les récepteurs pour percevoir son environnement chimique, et ii/ comment les perceptions sont codées dans la structure des molécules odorantes et sapides. Ici, des modèles in silico (apprentissage automatique et modélisation moléculaire) traiteront des données provenant de différentes expériences, allant du niveau moléculaire au niveau sensoriel. Sur la base de méthodes computationnelles modernes, nous chercherons à améliorer l'efficacité expérimentale, à comprendre comment notre cerveau traite son environnement chimique et renforcer l'innovation dans la recherche sur les arômes et les parfums.

Les simulations de dynamique moléculaire nécessitent une grande quantité de ressources CPU et GPU. Le centre Azzurra HPC nous fournit les ressources informatiques nécessaires. Nous bénéficions à la fois d'un matériel de haute performance et d'un support technique efficace et disponible nous permettant d'avancer rapidement et faisant d'Azzurra un atout fondamental de notre projet.

Simulations de complexes biomoléculaires impliqués dans les sens chimiques (olfaction, gustation) est un projet mené au sein de l’Institut de Chimie de Nice, UMR 7272 CNRS, Université Côte d’Azur par Sébastien Fiorucci (Maître de Conférences), Jérémie Topin (Maître de Conférences) et Jérôme Golebiowski (Professeur d’Université).

Ce projet bénéficie du soutien de l’ANR (projet ChEmoSim).

Figure : modèle moléculaire de récepteur chimiosensoriel (en vert) et de membrane cellulaire (en violet) utilisé dans les simulations moléculaires et numériques. Copyright Cédric Bouysset, CC BY-NC-ND 4.0.