[Stage M2/Thèse] Algorithmique des structures d’ARN localement optimales

Contexte scientifique. Les Acides RiboNucléiques (ARN) sont des biomolécules linéaires composées de nucléotides, assimilables à des séquences sur l’alphabet {A, C, G, U}. De taille comprise entre 20 et 3 000 nucléotides, les ARN se replient sur eux-mêmes à travers un phénomène d’appariements entre nucléotides. Les ARN peuvent alors adopter une grande variété de structures, de conformations spatiales, qui déterminent leur fonction au sein des mécanismes cellulaires. Du point de vue de l’informaticien, ce sont donc des objets combinatoires complexes, qui intègrent différents niveaux d’information et se modélisent sous forme de graphes ou d’arbres.

But du stage. L’objectif du stage est la conception d’un algorithme permettant l’énumération et la génération aléatoire des structures d’ARN localement optimales. Ces structures constituent des pièges cinétiques, ou minima locaux, qui ralentissent et perturbent parfois significativement le repliement des ARN structurés. Leur énumération constitue une première étape indispensable à la compréhension du comportement cinétique d’un ARN. Des travaux précédents [1] ont permis d’obtenir un premier algorithme d’énumération pour ces structures dans un modèle d’énergie purement combinatoire. Cet algorithme servira de point de départ pour ce stage, et devra être complété et étendu de façon à prendre en considération le modèle thermodynamique de Turner [2], plus réaliste et complet.

Cadre. Ce stage sera effectué au sein de l’équipe Bonsai (Inria Lille Nord Europe et LIFL), et coencadré par Hélène Touzet et Yann Ponty (CNRS LIX/PIMS Vancouver). Il pourra démarrer entre janvier et avril pour une durée totale de 4 à 6 mois. Il donnera lieu à une gratification de stage mensuelle. Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet France/Autriche RNALands récemment accepté par l’ANR/FWF. Il pourra faire l’objet d’une poursuite en thèse au sein du LIX (Palaiseau), avec des séjours de recherche prévus chez les autres partenaires du projets, à Lille et à Vienne.

Profil du candidat. Le profil recherché pour ce stage est un élève d’école d’ingénieur, de master en informatique ou bioinformatique avec un goût prononcé pour l’algorithmique et l’implémentation. Une expérience préalable de développement en C/C++ est requise, ainsi que la connaissance d’un langage de script (Python, Ruby, Perl …). Enfin, une curiosité intellectuelle pour la biologie moléculaire sera appréciée.
Pour candidater, merci d’envoyer :

  • un CV,
  • une lettre de motivation,
  • les relevés de notes des deux dernières années,
  • le nom de 2 ou 3 personnes références,

à Hélène Touzet (helene.touzet@lifl.fr) et Yann Ponty (yann.ponty@lix.polytechnique.fr).

Références

  • [1] Azadeh Saffarian, Mathieu Giraud, Antoine de Monte, and Hélène Touzet. RNA locally optimal secondary structures. J Comput Biol, 19(10) :1120–1133, Oct 2012.
  • [2] D. H. Mathews, J. Sabina, M. Zuker, and D. H. Turner. Expanded sequence dependence of thermodynamic parameters improves prediction of RNA secondary structure. J Mol Biol, 288(5) :911–940, May 1999.

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