Qu'est-ce que la génomique structurelle ?
What is structural genomics?
Structural genomics seeks to describe the 3-dimensional structure of every protein encoded by a given genome. This genome-based approach allows for a high-throughput method of structure determination by a combination of experimental and modeling approaches. The principal difference between structural genomics and traditional structural prediction is that structural genomics attempts to determine the structure of every protein encoded by the genome, rather than focusing on one particular protein. With full-genome sequences available, structure prediction can be done more quickly through a combination of experimental and modeling approaches, especially because the availability of large number of sequenced genomes and previously solved protein structures allows scientists to model protein structure on the structures of previously solved homologs.

Because protein structure is closely linked with protein function, the structural genomics has the potential to inform knowledge of protein function. In addition to elucidating protein functions, structural genomics can be used to identify novel protein folds and potential targets for drug discovery. Structural genomics involves taking a large number of approaches to structure determination, including experimental methods using genomic sequences or modeling-based approaches based on sequence or structural homology to a protein of known structure or based on chemical and physical principles for a protein with no homology to any known structure.

As opposed to traditional structural biology, the determination of a protein structure through a structural genomics effort often (but not always) comes before anything is known regarding the protein function. This raises new challenges in structural bioinformatics, i.e. determining protein function from its 3D structure.

Structural genomics emphasizes high throughput determination of protein structures. This is performed in dedicated centers of structural genomics.

While most structural biologists pursue structures of individual proteins or protein groups, specialists in structural genomics pursue structures of proteins on a genome wide scale. This implies large-scale cloning, expression and purification. One main advantage of this approach is economy of scale. On the other hand, the scientific value of some resultant structures is at times questioned. A Science article from January 2006 analyzes the structural genomics field.

One advantage of structural genomics, such as the Protein Structure Initiative, is that the scientific community gets immediate access to new structures, as well as to reagents such as clones and protein. A disadvantage is that many of these structures are of proteins of unknown function and do not have corresponding publications. This requires new ways of communicating this structural information to the broader research community. The Bioinformatics core of the Joint center for structural genomics (JCSG) has recently developed a wiki-based approach namely Open protein structure annotation network (TOPSAN) for annotating protein structures emerging from high-throughput structural genomics centers.
La génomique structurelle cherche à décrire la structure tridimensionnelle de chaque protéine codée par un génome donné. Cette approche basée sur le génome permet une méthode de détermination de la structure à haut débit par une combinaison d'approches expérimentales et de modélisation. La principale différence entre la génomique structurelle et la prédiction structurelle traditionnelle est que la génomique structurelle tente de déterminer la structure de chaque protéine codée par le génome, plutôt que de se concentrer sur une protéine particulière. Avec la disponibilité des séquences du génome complet, la prédiction de la structure peut être réalisée plus rapidement par une combinaison d'approches expérimentales et de modélisation, en particulier parce que la disponibilité d'un grand nombre de génomes séquencés et de structures de protéines précédemment résolues permet aux scientifiques de modéliser la structure de la protéine sur les structures d'homologues précédemment résolues.

La structure des protéines étant étroitement liée à leur fonction, la génomique structurelle a le potentiel d'éclairer la connaissance de la fonction des protéines. Outre l'élucidation des fonctions des protéines, la génomique structurelle peut être utilisée pour identifier de nouveaux plis protéiques et des cibles potentielles pour la découverte de médicaments. La génomique structurelle implique l'adoption d'un grand nombre d'approches pour la détermination de la structure, y compris des méthodes expérimentales utilisant des séquences génomiques ou des approches fondées sur la modélisation basées sur l'homologie de séquence ou de structure avec une protéine de structure connue ou basées sur des principes chimiques et physiques pour une protéine n'ayant aucune homologie avec une structure connue.

Contrairement à la biologie structurale traditionnelle, la détermination de la structure d'une protéine par le biais d'un effort de génomique structurale intervient souvent (mais pas toujours) avant que l'on ne sache quoi que ce soit sur la fonction de la protéine. Cela pose de nouveaux défis à la bioinformatique structurelle, c'est-à-dire la détermination de la fonction d'une protéine à partir de sa structure 3D.

La génomique structurelle met l'accent sur la détermination à haut débit des structures des protéines. Elle est réalisée dans des centres spécialisés dans la génomique structurelle.

Alors que la plupart des biologistes structurels étudient les structures de protéines individuelles ou de groupes de protéines, les spécialistes de la génomique structurelle étudient les structures des protéines à l'échelle du génome. Cela implique un clonage, une expression et une purification à grande échelle. L'un des principaux avantages de cette approche est l'économie d'échelle. D'un autre côté, la valeur scientifique de certaines structures obtenues est parfois remise en question. Un article de Science datant de janvier 2006 analyse le domaine de la génomique structurelle.

L'un des avantages de la génomique structurelle, telle que la Protein Structure Initiative, est que la communauté scientifique a un accès immédiat aux nouvelles structures, ainsi qu'aux réactifs tels que les clones et les protéines. L'inconvénient est que beaucoup de ces structures sont des protéines dont la fonction est inconnue et qu'elles ne font pas l'objet de publications correspondantes. Il faut donc trouver de nouveaux moyens de communiquer ces informations structurelles à l'ensemble de la communauté des chercheurs. Le centre de bioinformatique du Joint center for structural genomics (JCSG) a récemment développé une approche basée sur un wiki, à savoir Open protein structure annotation network (TOPSAN), pour l'annotation des structures protéiques issues des centres de génomique structurelle à haut débit.
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