Axes de recherche

La motivation première de mes travaux de recherche est de combiner des approches expérimentales et théoriques dans le domaine de la chimie physique pour atteindre une meilleure compréhension des phénomènes à l'échelle atomique. Un premier volet de ces travaux concerne l'extraction liquide-liquide et l'étude de molécules extractantes en solution. Par la suite les travaux traitent de systèmes d'intérêt biologique souvent en rapport avec les processus membranaires et des phénomènes accessibles par des méthodes de nano-manipulation.

Lors de la thèse, dont l'orientation était majoritairement théorique, j'ai pu vérifier les résultats de mes simulations par une étude par RMN en solution et en cristallisant un complexe clé. Les résultats expérimentaux sont en parfait accord avec les structures et phénomènes prédits [[Baaden 2005]]. Les systèmes étudiés dans ce contexte émanent de la chimie supramoléculaire et se situent à l'interface de la chimie et de la biologie. Les “expériences sur ordinateur” permettent de mieux appréhender au niveau atomique les bases des phénomènes étudiés tels la reconnaissance et les assemblages moléculaires.

Le stage post-doctoral m'a permis d'étendre mes connaissances acquises en modélisation et de les appliquer aux problèmes de la biophysique et biochimie, des domaines qui sont au coeur de mes projets de recherche actuels et futurs au sein de l'UPR9080 à Paris. J'ai effectué des simulations complexes de protéines membranaires dans une bicouche lipidique qui se sont montrés tout à fait complémentaires et révélatrices par rapport aux études expérimentales de biologie structurale. Les travaux sur les protéines SNARE impliquées dans la fusion membranaire, sur le récepteur des lipoprotéines de faible densité et sur les systèmes enzymatiques sont également complémentaires aux études menées sur le front expérimental.

Les derniers travaux entamés visent à explorer un nouveau domaine de recherche, les propriétés mécaniques des protéines. Je fais appel à des approches comme la réalité virtuelle avec un environnement adapté pour l'étude de tels systèmes (en cours de développement). Les systèmes biologiques étudiés présentent à la fois un intérêt physico-chimique, biologique et médical et peuvent atteindre un grand nombre d'atomes. En parallèle je mène un travail de fond sur les méthodes de simulation et des approches novatrices portant sur des aspects d'échantillonnage, le contrôle de qualité, l'importance de la structure de départ et le protocole de simulation. Ce travail est illustré avec des exemples de systèmes biologiques, mais est pertinent pour toute simulation de systèmes moléculaires.

Les travaux effectués ont souvent un caractère interdisciplinaire et pourraient être classé dans des domaines aussi diverses que la biochimie, la biophysique ou encore la biologie structurale. L'approche physicochimique est présente dans l'analyse théorique et la construction de modèles, dans l'étude des assemblages moléculaires, de leurs structures, des propriétés dynamiques et thermodynamiques.