Les scientifiques ont utilisé avec succès un algorithme de paysage énergétique pour faire la lumière sur la dynamique complexe de l’ADN au cours de son interphase, une étape cruciale du cycle cellulaire lorsque l’ADN ne se divise pas activement. L'étude, dirigée par des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et de l'Université de Californie à Berkeley, fournit de nouvelles informations sur la manière dont l'ADN subit des changements structurels et sur l'impact de ces changements sur l'expression des gènes.

L'ADN, ou acide désoxyribonucléique, est une molécule qui contient les instructions génétiques de tous les organismes vivants. Pendant l'interphase, l'ADN ne se divise pas activement mais subit divers changements de conformation essentiels à la régulation des gènes. Ces changements impliquent la formation de boucles, de courbures et d’autres structures complexes qui permettent à différentes régions de l’ADN d’interagir entre elles et avec des protéines régulatrices.

Comprendre la dynamique de l'ADN pendant l'interphase est une tâche difficile en raison de la complexité des interactions impliquées. Cependant, les approches informatiques, telles que l’algorithme du paysage énergétique, offrent un outil puissant pour simuler ces systèmes et mieux comprendre leur comportement.

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé un algorithme de paysage énergétique appelé méthode « polymère Monte Carlo » pour simuler les changements conformationnels de l’ADN au cours de l’interphase. L'algorithme prend en compte les diverses forces et interactions physiques qui influencent la structure de l'ADN, telles que l'appariement de bases, les interactions électrostatiques et les effets stériques.

En simulant le paysage énergétique de l’ADN, les chercheurs ont pu identifier les états conformationnels les plus probables que la molécule d’ADN adopte pendant l’interphase. Ils ont découvert que l’ADN subit une série de transitions entre différents états structurels et que ces transitions sont influencées par la présence de protéines régulatrices et par la séquence d’ADN elle-même.

Les chercheurs ont également étudié comment les changements conformationnels de l’ADN au cours de l’interphase affectent l’expression des gènes. Ils ont découvert que la formation de structures d’ADN spécifiques peut rapprocher les régions régulatrices de l’ADN des gènes, favorisant ainsi la transcription et l’expression des gènes.

Dans l’ensemble, l’étude démontre la puissance des algorithmes du paysage énergétique pour fournir des informations détaillées sur la dynamique de l’ADN pendant l’interphase. Ces connaissances peuvent contribuer à une meilleure compréhension de la régulation génique et pourraient avoir des implications pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant les maladies liées à l'ADN.