Développement de méthodes et d’outils chémoinformatiques pour l’analyse et la comparaison de chimiothèques

Some news areas in biology ,chemistry and computing interface, have emerged in order to respond the numerous problematics linked to the drug research. This is what this thesis is all about, as an interface gathered under the banner of chimocomputing. Though, new on a human scale, these domains are nevertheless, already an integral part of the drugs and medicines research. As the Biocomputing, his fundamental pillar remains storage, representation, management and the exploitation through computing of chemistry data. Chimocomputing is now mostly used in the upstream phases of drug research. Combining methods from various fields ( chime, computing, maths, apprenticeship, statistics, etc…) allows the implantation of computing tools adapted to the specific problematics and data of chime such as chemical database storage, understructure research, data visualisation or physoco-chimecals and biologics properties prediction.In that multidisciplinary frame, the work done in this thesis pointed out two important aspects, both related to chimocomputing : (1) The new methods development allowing to ease the visualization, analysis and interpretation of data related to set of the molecules, currently known as chimocomputing and (2) the computing tools development enabling the implantation of these methods.De nouveaux domaines ont vu le jour, à l’interface entre biologie, chimie et informatique, afin de répondre aux multiples problématiques liées à la recherche de médicaments. Cette thèse se situe à l’interface de plusieurs de ces domaines, regroupés sous la bannière de la chémo-informatique. Récent à l’échelle humaine, ce domaine fait néanmoins déjà partie intégrante de la recherche pharmaceutique. De manière analogue à la bioinformatique, son pilier fondateur reste le stockage, la représentation, la gestion et l’exploitation par ordinateur de données provenant de la chimie. La chémoinformatique est aujourd’hui utilisée principalement dans les phases amont de la recherche de médicaments. En combinant des méthodes issues de différents domaines (chimie, informatique, mathématique, apprentissage, statistiques, etc.), elle permet la mise en oeuvre d’outils informatiques adaptés aux problématiques et données spécifiques de la chimie, tels que le stockage de l’information chimique en base de données, la recherche par sous-structure, la visualisation de données, ou encore la prédiction de propriétés physico-chimiques et biologiques.Dans ce cadre pluri-disciplinaire, le travail présenté dans cette thèse porte sur deux aspects importants liés à la chémoinformatique : (1) le développement de nouvelles méthodes permettant de faciliter la visualisation, l’analyse et l’interprétation des données liées aux ensembles de molécules, plus communément appelés chimiothèques, et (2) le développement d’outils informatiques permettant de mettre en oeuvre ces méthodes

Fpocket: An open source platform for ligand pocket detection

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Virtual screening methods start to be well established as effective approaches to identify hits, candidates and leads for drug discovery research. Among those, structure based virtual screening (SBVS) approaches aim at docking collections of small compounds in the target structure to identify potent compounds. For SBVS, the identification of candidate pockets in protein structures is a key feature, and the recent years have seen increasing interest in developing methods for pocket and cavity detection on protein surfaces.</p> <p>Results</p> <p>Fpocket is an open source pocket detection package based on Voronoi tessellation and alpha spheres built on top of the publicly available package Qhull. The modular source code is organised around a central library of functions, a basis for three main programs: (i) Fpocket, to perform pocket identification, (ii) Tpocket, to organise pocket detection benchmarking on a set of known protein-ligand complexes, and (iii) Dpocket, to collect pocket descriptor values on a set of proteins. Fpocket is written in the C programming language, which makes it a platform well suited for the scientific community willing to develop new scoring functions and extract various pocket descriptors on a large scale level. Fpocket 1.0, relying on a simple scoring function, is able to detect 94% and 92% of the pockets within the best three ranked pockets from the holo and apo proteins respectively, outperforming the standards of the field, while being faster.</p> <p>Conclusion</p> <p>Fpocket provides a rapid, open source and stable basis for further developments related to protein pocket detection, efficient pocket descriptor extraction, or drugablity prediction purposes. Fpocket is freely available under the GNU GPL license at <url>http://fpocket.sourceforge.net</url>.</p

Intercomparison of Permittivity Measurement Techniques for Ferroelectric Thin Layers

International audienceThe dielectric properties of a KTa0.65Nb0.35O3 (KTN) ferroelectric composition for a submicronic thin layer were measured in the microwave domain using different electromagnetic characterization methods. Complementary experimental techniques (broadband methods versus resonant techniques, waveguide versus transmission line) and complementary data processing procedures (quasi-static theoretical approaches versus full-wave analysis) were selected to investigate the best way to characterize ferroelectric thin films. The measured data obtained from the cylindrical resonant cavity method, the experimental method that showed the least sources of uncertainty, were taken as reference values for comparisons with results obtained using broadband techniques. The error analysis on the methods used is discussed with regard to the respective domains of validity for each method; this enabled us to identify the best experimental approach for obtaining an accurate determination of the microwave dielectric properties of ferroelectric thin layers

Design concepts for the Cherenkov Telescope Array CTA: an advanced facility for ground-based high-energy gamma-ray astronomy

Ground-based gamma-ray astronomy has had a major breakthrough with the impressive results obtained using systems of imaging atmospheric Cherenkov telescopes. Ground-based gamma-ray astronomy has a huge potential in astrophysics, particle physics and cosmology. CTA is an international initiative to build the next generation instrument, with a factor of 5-10 improvement in sensitivity in the 100 GeV-10 TeV range and the extension to energies well below 100 GeV and above 100 TeV. CTA will consist of two arrays (one in the north, one in the south) for full sky coverage and will be operated as open observatory. The design of CTA is based on currently available technology. This document reports on the status and presents the major design concepts of CTA

Chimocomputing methods and tools development for chemical libraries analysis and comparison

De nouveaux domaines ont vu le jour, à l’interface entre biologie, chimie et informatique, afin de répondre aux multiples problématiques liées à la recherche de médicaments. Cette thèse se situe à l’interface de plusieurs de ces domaines, regroupés sous la bannière de la chémo-informatique. Récent à l’échelle humaine, ce domaine fait néanmoins déjà partie intégrante de la recherche pharmaceutique. De manière analogue à la bioinformatique, son pilier fondateur reste le stockage, la représentation, la gestion et l’exploitation par ordinateur de données provenant de la chimie. La chémoinformatique est aujourd’hui utilisée principalement dans les phases amont de la recherche de médicaments. En combinant des méthodes issues de différents domaines (chimie, informatique, mathématique, apprentissage, statistiques, etc.), elle permet la mise en oeuvre d’outils informatiques adaptés aux problématiques et données spécifiques de la chimie, tels que le stockage de l’information chimique en base de données, la recherche par sous-structure, la visualisation de données, ou encore la prédiction de propriétés physico-chimiques et biologiques.Dans ce cadre pluri-disciplinaire, le travail présenté dans cette thèse porte sur deux aspects importants liés à la chémoinformatique : (1) le développement de nouvelles méthodes permettant de faciliter la visualisation, l’analyse et l’interprétation des données liées aux ensembles de molécules, plus communément appelés chimiothèques, et (2) le développement d’outils informatiques permettant de mettre en oeuvre ces méthodes.Some news areas in biology ,chemistry and computing interface, have emerged in order to respond the numerous problematics linked to the drug research. This is what this thesis is all about, as an interface gathered under the banner of chimocomputing. Though, new on a human scale, these domains are nevertheless, already an integral part of the drugs and medicines research. As the Biocomputing, his fundamental pillar remains storage, representation, management and the exploitation through computing of chemistry data. Chimocomputing is now mostly used in the upstream phases of drug research. Combining methods from various fields ( chime, computing, maths, apprenticeship, statistics, etc…) allows the implantation of computing tools adapted to the specific problematics and data of chime such as chemical database storage, understructure research, data visualisation or physoco-chimecals and biologics properties prediction.In that multidisciplinary frame, the work done in this thesis pointed out two important aspects, both related to chimocomputing : (1) The new methods development allowing to ease the visualization, analysis and interpretation of data related to set of the molecules, currently known as chimocomputing and (2) the computing tools development enabling the implantation of these methods

Transfert d’embryons chez les bovins : possibilités présentes et futures

Bovine embryo transfer : present and future possibilities Cervical collections and transfers of bovine embryos have been carried out since 1978 at U.R.C.E.O. (Brittany). During the year 1981, 919 embryos were collected from 163 out of 231 donor cows treated with PMSG and Pg F2 α (an average of 5.63 embryos per cow ; 3.38 being suitable for transfer). When the required conditions were respected (receptor cows in optimal condition, embryos carefully selected, adequate transfer equipment), the 60-90 day pregnancy rate was about 60 %. With frozen embryos, the pregnancy rate was usually lower. Subsequent fertilization of donor cows was not altered : 53.40 % non return rate after insemination at first œstrus following embryo collection. Future possibilities are evoked (better control of ovarian stimulation, new methods of embryo evaluation, in-vitro maturation of ovocytes, microsurgery on embryos).Récolte et transfert d’embryons de bovins sont pratiquées par voie cervicale, dans le cadre de l'U.R.C.E.O. (Bretagne) depuis 1978. Au cours de l'année 1981, 919 embryons ont été collectés à partir de 163 vaches donneuses sur 231 traitées avec PMSG et Pg F2 α (moyenne : 5,63 embryons par vache dont 3,38 jugés aptes au transfert). Lorsque les conditions requises sont respectées (femelles receveuses en parfait état, embryons soigneusement triés, matériel de transplantation approprié), le taux de gestation à 60-90 jours est de l’ordre de 60 %. Avec des embryons congelés, le taux de gestation est moins élevé. La fertilité ultérieure des donneuses n’est nullement affectée : calculée à partir d'un échantillon de 106 vaches, le taux moyen de non retour en chaleurs s’élève à 53,40% après insémination lors du premier oestrus postérieur au jour de la collecte. Les possibilités futures sont évoquées (meilleure maîtrise de la stimulation ovarienne, nouvelles méthodes d’appréciation des embryons, maturation d'ovocytes in vitro, microchirurgie sur les embryons).Jondet Raymond, Rabadeux Y., Le Guilloux Y., Vincent F. Transfert d’embryons chez les bovins : possibilités présentes et futures . In: Bulletin de l'Académie Vétérinaire de France tome 135 n°2, 1982. pp. 247-256