ProteomeBinders Vers une infrastructure européenne de ressources pour les agents de liaison dirigés contre le protéome humain GT MaBioVis 27 mars 2008
Introduction ProteomeBinders Projet européen FP6 Participation d'équipes bordelaises Université Bordeaux 2 (Antoine de Daruvar, Sandrine Palcy) ENSEIRB (David Sherman) INRIA Bordeaux Sud Ouest (Julie Bourbeillon) Volet bioinformatique du projet 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 2
Plan de l'exposé Contexte Projet ProteomeBinders Volet bioinformatique du projet Réalisations En chantier Conclusion et perspectives 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 3
Études de protéomique Profiling (capture array, etc.) Identification et charactérisation (Western blot, etc.) Quantification (ELISA, etc.) Protéine Isolation et purification (chromatographie d'affinité, etc.) Études fonctionnelles Localisation (immunohistochimie, etc.) Un point commun: capturer la protéine 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 4
Agents de liaison Anticorps Fragments d'anticorps Protéine Protein scaffold Aptamer (acide nucléique) Petits peptides, molécules organiques de synthèse, etc. 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 5
Problèmes à résoudre ~ 24 000 protéines Anticorps Autres Molécules Problème de couverture Pool de binders Problème de redondance Problème de qualité 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 6
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Projet ProteomeBinders 6 ème Programme Cadre de la Recherche et du Développement de l'union Européenne Infrastructures de recherche action coordonnée 28 partenaires: 26 européns 2 américains Début : mars 2006 Fin : février 2009 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 8
Objectifs du projet ~ 24 000 protéines Anticorps Pool de binders Autres Molécules Problème de redondance Problème de couverture Problème de qualité Coordination des infrastructures de ressources et de technologies existantes en Europe Benchmarking et standardisation de production des binders, outils associés et applications Définition de l environnement bioinformatique et des bases de données 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 9
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Infrastructure cible Commentaires et jeux de données Conception Plannification Catalogue et évaluation Commun BinderMart ApB HPA FeedBack Warehouse Import en masse Catalogue Import ponctuel Articles Infrastructure Dépot Interface de saisie Producteur comm. LIMS LIMS LIMS Contrôle qualité Gros volumes 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 11
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Volet bioinformatique Commentaires et jeux de données Conception Plannification Catalogue et évaluation Commun BinderMart ApB HPA FeedBack Warehouse Import en masse Catalogue Que stocker? Import ponctuel Articles Infrastructure Dépot Interface de saisie Producteur comm. LIMS LIMS LIMS Contrôle qualité Gros volumes 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 13
Information minimum Définir de manière unique un couple agent de liaison cible Dans un objectif qualité 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 14
Information minimum Identification Type de binder Charactéristiques structurelles Charactéristiques biophysiques Données expérimentales Charactéristiques de binding Données expérimentales Identification Type de cible Charactéristiques structurelles Charactéristiques biophysiques Données expérimentales 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 15
Vocabulaire contrôlé Nécessité de standardiser termes et définitions Définition d'un vocabulaire contrôlé 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 16
Volet bioinformatique Commentaires et jeux de données Conception Plannification Catalogue et évaluation Commun BinderMart ApB HPA FeedBack Warehouse Import en masse Catalogue Comment stocker? Import ponctuel Articles Infrastructure Dépot Interface de saisie Producteur comm. LIMS LIMS LIMS Contrôle qualité Gros volumes 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 17
Stockage de données Étude préliminaire donc effort de développement limité Base de données IntAct Iteractor Component Role Biosource Iteraction Experiments Publications 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 18
Mapping avec IntAct Minimum Information Entités moléculaires : Cible Role Description Données expérimentales Binder Iteractor Component Description Données expérimentales Biosource Interaction binder cible: Description du binding Iteraction Mesures Application Données expérimentales Description de l'expérience Résultats Experiments Publications 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 19
Volet bioinformatique Commentaires et jeux de données Conception Plannification Catalogue et évaluation Commun BinderMart ApB HPA FeedBack Warehouse Import en masse Catalogue Comment Import ponctuel échanger? Articles Infrastructure Dépot Interface de saisie Producteur comm. LIMS LIMS LIMS Contrôle qualité Gros volumes 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 20
Format d'échange IntAct associé avec un format d'échange Format PSI MI (standard Proteomics Standard Initiative Molecular Interaction) Deux versions: XML et tabulaire Mapping entre besoins ProteomeBinders et format PSI MI 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 21
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Volet bioinformatique Commentaires et jeux de données Commun FeedBack Conception Warehouse Plannification BinderMart Catalogue et évaluation Comment assister les usagers? Import en masse Import ponctuel ApB HPA Catalogue Articles Infrastructure Dépot Interface de saisie Producteur comm. LIMS LIMS LIMS Contrôle qualité Gros volumes 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 23
Pour les producteurs ~ 24 000 protéines Anticorps Pool de binders Autres Molécules Problème de redondance Problème de couverture Problème de qualité Aide à la planification de la production : Prioritisation Aide à la planification du contrôle qualité : Prioritisation Permettre le positionnement : Comparaison de binders 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 24
Pour les utilisateurs ~ 24 000 protéines Anticorps Autres Molécules Problème de couverture Aide à la conception d'expériences : Choix raisonné Pool de binders Problème de redondance Problème de qualité Permettre l'expression de besoins : lien avec les producteurs Permettre le partage d'informations : feedback 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 25
Problème d'assistance Certains éléments triviaux ex: expression de besoins des usagers Problèmes complexes : ex: Prioritisation de la production ou Assistance à la conception d'expérience 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 26
Prioritiser la production Binder demandé par de nombreux utilisateurs? Binder manquant dans la conception d'une expérience multiplex? Binder prioritaire Binder manquant pour une protéine d'un réseau moléculaire? Bien d'autres critères possibles 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 27
Conception d'expériences Binders utilisables à la même température? Binders utilisables à la même dilution? Binders compatibles Binders ayant des propriétés de binding du même ordre de grandeur? Binders ayant des cibles différentes? Bien d'autres critères possibles 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 28
Conception d'expériences Binders compatibles Binders compatibles ou pas forcément? Binders ayant exactement la même cible (même épitope)? Binders similaires Binders ciblant la même protéine (épitopes différent)? Binders ayant le même épitope (protéines différentes)? Bien d'autres critères possibles 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 29
Problème d'assistance Repose sur des notions avancées : binder prioritaire, binders similaires, binders compatibles, etc. Repose sur des notions mal définies Besoin de : meilleur définition des concepts impliqués inférence pour aider à la résolution 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 30
Solution envisagée Conception Plannification BinderMart Catalogue et évaluation Reposant sur une représentation de connaissances du domaine (ontologie) Warehouse Ontologie servant de base à la résolution de problème Dépot Requêtes avancées et inférence 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 31
Système envisagé Conception Warehouse Dépot Plannification BinderMart Catalogue et évaluation Utilisation de Sesame Resource Description Framework (RDF) Store Stockage de faits et connaissances : triplets sujet predicat expression Langages de requête Lien possible avec des moteurs d'inférence 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 32
Problème d'échanges Problème courant : manque de feedback des usagers, manque de données expérimentales Solution courante : forcer le dépôt pour publier dans le cadre d'accord avec des éditeurs Solution proposée : apporter de la valeur ajoutée lors du dépôt 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 33
Système envisagé Commentaires et jeux de données Commun FeedBack Présentation d'informations contextuelles lors du dépôt : traitement en ligne des données, expérience de pairs sur des jeux de données proches, suggestion d'autres expériences, etc. Dépot 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 34
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Conclusion et perspectives Base de travail mise en place : Base de données et outils associés : format d'échange, interface Première version de l'ontologie de domaine A entreprendre : expérimentation BinderMart : Mise en place de Sesame Essai de résolution d'un premier problème Autres suggestions d'approches bienvenues 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 36
ProteomeBinders Merci GT MaBioVis 27 mars 2008
Contexte du projet ATTTGGCCGTTAATAG Séquence Gène Protéine 27 mars 2008 Julie Bourbeillon GT MaBioVis 38