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Modélisation informatique du trafic des récepteurs AMPA à la densité post-synaptique

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Anne-Sophie Sainte-Marie : Université Laval

Résumé de la communication

L’intégration des récepteurs a-amino-3-hydroxy- 5-méthylisoazol-4-propionate (AMPA) à la membrane synaptique joue un rôle important dans la plasticité synaptique et donc, dans la formation de la mémoire dans le cerveau humain. Cependant, les détails de l’acheminement des rAMPA à la densité post-synaptique (PSD) demeurent controversés. Afin de mieux évaluer les différentes hypothèses à ce sujet, nous suggérons un modèle mécanistique simplifié du trafic des rAMPA à la PSD, basé sur deux voies principales : 1) la diffusion latérale depuis la membrane extra-synaptique et 2) l’exocytose depuis le cytoplasme de l’épine dendritique. Ces réactions ont été appliquées dans un modèle compartimentale d’équations différentielles ordinaires (ODE) dans le logiciel Virtual Cell, où elles ont été traduites en équations d’action de masse et d’équations enzymatiques de Michaelis-Menten. Le modèle montre que la majorité des récepteurs proviennent de la diffusion latérale bien que l’importance relative de l’exocytose augmente lors de la stimulation du système, lorsque nous imitons l’induction de la potentialisation à long terme (LTP). Ce modèle compartimentale a été élargi à un modèle spatial 3D contenant plusieurs PSD et épines dendritiques, et des voies de signalisation clés ont été introduites afin d’étudier leur effet sur le trafic des rAMPA. Ces interactions seront utiles pour modéliser l’interférence synaptique, soit les effets de la stimulation d’une épine sur ses épines voisines.

Résumé du colloque

Ce colloque porte sur l’importance du calcul informatique de pointe (CIP) pour le Québec. Dans des domaines comme la dynamique des fluides, la physique ou la chimie numérique, le CIP joue un rôle prépondérant depuis plusieurs décennies et permet par exemple de concevoir des avions plus silencieux et économes. L’utilisation du CIP s’est cependant fortement diversifiée dans les dernières années. On l’utilise pour assurer l’efficacité énergétique de nos entreprises ou encore pour mieux comprendre la diversité des interactions entre les espèces et leurs relations complexes avec l’environnement. En santé, le développement de médicaments s’est grandement accéléré grâce à la modélisation et à la simulation de la dynamique des interactions moléculaires alors que le décodage du génome ouvre la porte à une future médecine personnalisée. En sciences humaines et sociales, on l’utilise pour comprendre les mécanismes de la perception de l’environnement acoustique, pour préparer des archives et des bibliothèques musicales ou pour procéder à l’analyse de textes à grande échelle. Finalement, un autre secteur où le CIP joue un rôle grandissant est l’exploration et l’exploitation de vastes banques de données numériques, que ce soit pour l’étude des médias sociaux ou pour la prise de décision en temps réel. Plusieurs des thèmes mentionnés ci-dessus feront l’objet de présentations lors de notre colloque.

Nous aurons également deux tables rondes qui permettront de discuter du rôle du CIP en dehors des sphères universitaires. Les thèmes abordés sont : les ressources de calcul informatique de pointe et la formation : un enjeu pour le Québec et l’entrepreneuriat de demain : l’innovation et le numérique. Ces tables rondes seront suivies par une session d’affiches où les étudiants faisant appel aux ressources de Calcul Québec présenteront leurs travaux.

Contexte

section icon Thème du congrès 2017 (85e édition) :
Vers de nouveaux sommets
section icon Date : 8 mai 2017

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