La technologie des jeux vidéo au service de nouveaux matériaux et de nouvelles substances actives contre les maladies
Porter les relations moléculaires sur le grand écran de la réalité virtuelle
La recherche biochimique dépend de plus en plus d'une modélisation et d'une analyse informatiques précises. Pour cela, des disciplines aussi diverses que les sciences naturelles, l'informatique et l'ingénierie doivent travailler main dans la main. Un groupe de recherche s'est établi à l'université de Bonn-Rhin-Sieg (H-BRS), qui réunit l'expertise existante en matière d'informatique visuelle, de biomédecine et de sciences des matériaux. Avec ses modèles assistés par ordinateur, le groupe veut faire apparaître les relations moléculaires sur le grand écran de la réalité virtuelle - et permettre ainsi des aperçus inattendus.
C'est une révolution qu'ont déclenchée les modélisations informatiques dans les sciences de la vie. Des processus biochimiques extrêmement complexes, par exemple chez l'homme, l'animal ou la plante, peuvent être illustrés et analysés jusqu'au niveau atomique. La modélisation moléculaire est aujourd'hui une partie reconnue et extrêmement fructueuse de la recherche. L'approche assistée par ordinateur permet en outre de prédire les évolutions - une aide inestimable pour la recherche de substances actives ou de maladies comme le cancer.
Un groupe de recherche s'est formé à l'université de Bonn-Rhein-Sieg pour trouver, à l'aide de cette technologie, des réponses à des questions de recherche importantes pour la société qui sont difficilement ou pas du tout accessibles par des méthodes expérimentales en laboratoire.
Cette coopération met ainsi en réseau les trois instituts de recherche universitaires IVC, IFGA et TREE. L'objectif des scientifiques est d'ouvrir de nouveaux champs thématiques et de développer de nouveaux outils d'analyse en combinant les connaissances empiriques de différentes disciplines. L'accent sera mis sur les questions de science des matériaux et de biochimie, qui peuvent être étudiées efficacement à l'aide de la modélisation moléculaire.
Le sigle UMMBAS, que le groupe a donné au projet de recherche, en tient compte. Il signifie "Utilization of Molecular Modelling for Bio-Chemical Application Scenarios". Le premier domaine thématique que le groupe de recherche s'est fixé est l'étude de la famille des myosines. Ces protéines sont présentes dans les cellules musculaires et sont en partie responsables du mouvement. Les dysfonctionnements sont liés à des maladies graves telles que les maladies cardiaques ou les troubles neurologiques.
La visualisation tridimensionnelle des processus au niveau atomique jouera un rôle clé dans ce domaine. L'Institut für Visual Computing (IVC) de la H-BRS dispose d'une vaste expertise dans la représentation visuelle de grandes quantités de données, le traitement des données de capteurs et la reconnaissance des modèles et structures qu'ils contiennent. Outre l'IVC, ce sont l'Institut d'analyse génétique fonctionnelle (IFGA) et l'Institut d'ingénierie, de conservation des ressources et d'efficacité énergétique (TREE) qui ont lancé ensemble le projet UMMBAS.
"Le projet fait ainsi progresser la numérisation de la science à la H-BRS", explique Matthias Preller, professeur de biologie structurelle et d'analytique chimique et porte-parole du projet UMMBAS. "Nous allons développer des substances actives et des matériaux de manière plus adaptée et plus efficace en collaboration au sein de l'université et avec des partenaires externes - sans restrictions liées au site et au-delà des disciplines classiques".
Les scientifiques de la H-BRS poursuivent une approche inédite avec l'idée de former des modèles tridimensionnels très détaillés à partir des données à analyser et de les traiter simultanément avec d'autres utilisateurs qui se trouvent sur d'autres sites. L'"environnement VR immersif distribué" est le nom de ce concept qui offre de nombreux avantages pour la collaboration indépendante du lieu, mais qui n'a guère été étudié en ce qui concerne les questions biochimiques. Le concept d'environnement virtuel distribué est connu dans le monde des jeux informatiques, où des concepts d'interactions coopératives se sont déjà établis. L'université de Bonn-Rhein-Sieg dispose d'une expérience particulière dans le domaine de la combinaison de la visualisation scientifique et de la technologie des jeux informatiques, expérience qui sera mise à profit par le professeur Wolfgang Heiden dans le cadre du projet UMMBAS.
Le logiciel pour les environnements virtuels distribués, qui sera créé dans le cadre du projet UMMBAS, sera à terme mis à la disposition du grand public. À court terme, les participants au projet en attendent des avantages évidents : La coopération entre les sites universitaires de Sankt Augustin et Rheinbach pourrait en profiter largement.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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