Chez les procaryotes, la fréquence des acides aminés dans les protéomes est fortement corrélée avec la température optimale de croissance (OGT), mais les schémas de substitution associés et leur dynamique restent mal compris. Le projet ThermAdapt aborde ces deux questions importantes par une approche originale combinant génomique, reconstructions de séquences ancestrales, modélisation structurelle, biologie expérimentale et homologie persistante. Le projet ThermAdapt vise à :
1- Retracer l'évolution des OGTs et des schémas de substitution associés dans différentes branches de l'arbre de vie. Les données collectées permettront de déterminer si les schémas de substitution sont universels ou spécifiques aux lignées.
2- Comparer les substitutions associées à des changements d'OGT similaires mais indépendants dans des familles de protéines, afin de déterminer si les substitutions se produisent à des positions aléatoires ou spécifiques dans les séquences de protéines, et donc si le processus de thermoadaptation est principalement stochastique ou déterministe.
3- Étudier l'impact des substitutions sur la structure et la fonction des protéines par modélisation moléculaire. Ces prédictions seront testées expérimentalement.
4- Proposer de nouveaux algorithmes permettant de modéliser les processus de thermoadaptation aussi bien dans les séquences primaires des protéines que dans leurs structures 3D, et dans le temps par des approches bayésiennes d'une part et d'homologie persistante d'autre part.
Le projet ThermAdapt permettra d'améliorer notre connaissance des mécanismes et des schémas de thermoadaptation chez les procaryotes