The NRGTEN Python package: an extensible toolkit for coarse-grained normal mode analysis of proteins, nucleic acids, small molecules and their complexes

Summary: Coarse-grained normal mode analysis (NMA) is a fast computational technique to study the dynamics of biomolecules. Here we present the Najmanovich Research Group Toolkit for Elastic Networks (NRGTEN). NRGTEN is a Python toolkit that implements four different NMA models in addition to popular and novel metrics to benchmark and measure properties from these models. Furthermore, the toolkit is available as a public Python package and is easily extensible for the development or implementation of additional NMA models. The inclusion of the ENCoM model (Elastic Network Contact Model) developed in our group within NRGTEN is noteworthy, owing to its account for the specific chemical nature of atomic interactions. This makes possible some unique predictions of the effect of mutations, such as on stability (via changes in vibrational entropy differences), on the transition probability between different conformational states or on the flexibility profile of the whole macromolecule/complex (to study allostery and signalling). In addition, all NMA models can be used to generate conformational ensembles from a starting structure to aid in protein-protein, protein-ligand or other docking studies among applications. NRGTEN is freely available via a public Python package which can be easily installed on any modern machine and includes a detailed user guide hosted online. Availability and implementation: https://github.com/gregorpatof/nrgten_package/ Contact: [email protected]

¿Qué puede un cuerpo? Paisajes y cartografías de los cuerpos deseantes

Nota Editorial  En el presente trabajo Denise Najmanovich nos comparte un amplio, riguroso y profundo recorrido atravesando postulados de variados autores, en relación al modo en que se ha pensado y abordado el cuerpo históricamente desde la ciencia, para introducir valiosos interrogantes y propuestas desde una perspectiva que tomará como referencia a la mirada de Baruch Spinoza. Afirma que ni los enfoques “psico-somáticos”, ni los abordajes  tan  a  la última  moda  “psico-neuro-endócrino”,  han  abandonado  el  marco referencial del imaginario del cuerpo de la modernidad. Asimismo plantea que ya en el siglo XVII Spinoza propuso interrogaciones que  permiten componer nuevas y diversas cartografías: ¿Qué puede un cuerpo? ¿De qué es capaz? La autora sugiere abandonar la creencia en  un  objeto-cosa  observado  por  un  sujeto  distante  que  va  a  crear  una  teoría universalmente válida, para pasar a gestar nuevas prácticas de pensamiento en las que se reconfigure  la  relación  entre  los  saberes  biológicos y culturales.  Propone  un  pensar inmanente  en  el  que  la  naturaleza  no  es  algo  dado,  fijo,  terminado,  sino  una poiesis (producción-creación  de  sí)  sin  principio  ni  fin,  arribando  a  que  la  comprensión  de nuestra existencia como cuerpos deseantes nos lleva a abandonar el mecanicismo y, más en  general,  las  ilusiones  del  ser,  y  las pretensiones  del  deber  ser.  La  propuesta  de  la autora es construir cartografías capaces de albergar la singularidad y la diversidad de los cuerpos deseantes, explorando los modos de existencia para entender lo que cada cuerpo puede, lo que podemos juntos, lo que nos es común

Educar en tiempos agitados: Crisis, Cambio y Complejidad

La educación está atravesando una crisis mayúscula, junto con todas las instituciones del Estado Nación que nacieron y se desarrollaron en la Modernidad. No es un mero cambio sino una verdadera mutación que afecta todas las dimensiones del enseñar y el aprender: los tiempos y espacios educativos, los vínculos, los valores, las tecnologías, la epistemología. Ninguna de estas facetas de la práctica educativa existe aisladamente, sino que por el contrario, conforman una red inextricable. Por ese motivo, y para evitar el típico parcelamiento disciplinario que nos impide ver estas interconexiones vitales, las tomamos en consideración en este trabajo, comparando dos escenarios educativos: el escenario mecánico disciplinario y el escenario de redes interactivas. Para comprender las inusitadas transformaciones que estamos atravesando es preciso considerar al menos tres ejes fundamentales: a) el cambio desde una concepción de la enseñanza basada en la transmisión estandarizada de conocimientos a una concepción del vínculo enseñanza aprendizaje centrada en los encuentros y la producción conjunta; b) La transformación del conocimiento como producto-mercancía a un saber como actividad vital en red; c) El sujeto educativo de la Modernidad era concebido como un individuo racional-objetivo; en cambio, los actores de la educación en red son colectivos afectivos-pensantes-activos

IsoCleft Finder – a web-based tool for the detection and analysis of protein binding-site geometric and chemical similarities

IsoCleft Finder is a web-based tool for the detection of local geometric and chemical similarities between potential small-molecule binding cavities and a non-redundant dataset of ligand-bound known small-molecule binding-sites. The non-redundant dataset developed as part of this study is composed of 7339 entries representing unique Pfam/PDB-ligand (hetero group code) combinations with known levels of cognate ligand similarity. The query cavity can be uploaded by the user or detected automatically by the system using existing PDB entries as well as user-provided structures in PDB format. In all cases, the user can refine the definition of the cavity interactively via a browser-based Jmol 3D molecular visualization interface. Furthermore, users can restrict the search to a subset of the dataset using a cognate-similarity threshold. Local structural similarities are detected using the IsoCleft software and ranked according to two criteria (number of atoms in common and Tanimoto score of local structural similarity) and the associated Z-score and p-value measures of statistical significance. The results, including predicted ligands, target proteins, similarity scores, number of atoms in common, etc., are shown in a powerful interactive graphical interface. This interface permits the visualization of target ligands superimposed on the query cavity and additionally provides a table of pairwise ligand topological similarities. Similarities between top scoring ligands serve as an additional tool to judge the quality of the results obtained. We present several examples where IsoCleft Finder provides useful functional information. IsoCleft Finder results are complementary to existing approaches for the prediction of protein function from structure, rational drug design and x-ray crystallography. IsoCleft Finder can be found at: http://bcb.med.usherbrooke.ca/isocleftfinder

SPEAR: Systematic ProtEin AnnotatoR

Summary We present SPEAR, a lightweight and rapid SARS-CoV-2 variant annotation and scoring tool, for identifying mutations contributing to potential immune escape and transmissibility (ACE2 binding) at point of sequencing. SPEAR can be used in the field to evaluate genomic surveillance results in real-time and features a powerful interactive data visualisation report. Availability and implementation SPEAR and documentation are freely available on GitHub: https://github.com/m-crown/SPEAR and is implemented in Python and installable via Conda environment. Supplemental Supplementary data are available at Bioinformatics online

Rigidity and flexibility of biological networks

The network approach became a widely used tool to understand the behaviour of complex systems in the last decade. We start from a short description of structural rigidity theory. A detailed account on the combinatorial rigidity analysis of protein structures, as well as local flexibility measures of proteins and their applications in explaining allostery and thermostability is given. We also briefly discuss the network aspects of cytoskeletal tensegrity. Finally, we show the importance of the balance between functional flexibility and rigidity in protein-protein interaction, metabolic, gene regulatory and neuronal networks. Our summary raises the possibility that the concepts of flexibility and rigidity can be generalized to all networks.Comment: 21 pages, 4 figures, 1 tabl