Un nouveau chapitre pour la molécule du mois de la banque de données protéiques RCSB en 2025

Contexte académique

La Protein Data Bank (PDB) est la ressource mondiale la plus importante pour les données tridimensionnelles des structures des biomolécules. Depuis sa création en 1971, la PDB est devenue un outil essentiel dans les domaines de la biologie structurale, de la biomédecine, de la bioénergie et de la biotechnologie. Non seulement la PDB fournit aux chercheurs une grande quantité de données structurelles expérimentales sur les biomolécules, mais elle soutient également les éducateurs en intégrant ces structures dans l’enseignement, aidant ainsi les étudiants à comprendre la structure et la fonction des biomolécules. Cependant, avec le développement rapide des technologies en biologie structurale, en particulier la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et les techniques de prédiction des structures protéiques par intelligence artificielle (IA), la PDB est confrontée à de nouveaux défis : comment communiquer plus efficacement la signification scientifique de ces structures complexes au public et aux chercheurs.

“Molecule of the Month” (Molécule du Mois) est la rubrique phare de la plateforme éducative PDB-101. Depuis sa création en 2000 par David S. Goodsell, elle a publié plus de 300 articles visant à présenter de manière accessible les structures importantes des biomolécules dans la PDB et leurs fonctions. En 2025, Janet Iwasa a succédé à Goodsell en tant que nouvelle rédactrice en chef de cette rubrique, marquant ainsi une nouvelle étape dans le développement de “Molecule of the Month”. Cet article détaille le contexte, la signification et les orientations futures de cette transition.

Source de l’article

Cet article a été co-écrit par Janet Iwasa, David S. Goodsell, Stephen K. Burley et Christine Zardecki, issus respectivement de l’Université Rutgers, du Scripps Research Institute et de la RCSB Protein Data Bank. L’article a été publié le 18 avril 2025 dans la revue Structural Dynamics, sous le titre “A New Chapter for RCSB Protein Data Bank Molecule of the Month in 2025”. Cet article fait partie d’une série spéciale issue de la 74e réunion annuelle de l’American Crystallographic Association, visant à partager les dernières avancées et les réalisations éducatives en science structurale.

Contenu principal

1. Histoire et signification de la PDB et de “Molecule of the Month”

La PDB est la seule ressource publique mondiale pour les données tridimensionnelles des structures des biomolécules, contenant actuellement plus de 230 000 structures. Ses utilisateurs incluent des biologistes structuraux, des chercheurs et des éducateurs. La RCSB PDB, en tant que partenaire de la Worldwide Protein Data Bank (wwPDB), est responsable du stockage, de la validation et du traitement bioinformatique des données. Depuis sa création en 2011, la plateforme PDB-101 propose une riche variété de ressources éducatives, y compris les articles de “Molecule of the Month”, des vidéos, des animations interactives et du matériel pédagogique.

La rubrique “Molecule of the Month” aide les lecteurs à comprendre la structure et la fonction des biomolécules en réduisant le jargon technique, en intégrant des contextes narratifs et en présentant des processus dynamiques. La rubrique couvre non seulement des thèmes classiques comme l’ADN et l’hémoglobine, mais explore également des technologies émergentes telles que la cryo-microscopie électronique, les lasers à électrons libres (XFEL), ainsi que des sujets d’actualité comme les enzymes dégradant les plastiques et le virus H5N1 de la grippe.

2. Défis et opportunités des nouvelles technologies

Avec le développement rapide de la cryo-microscopie électronique et des techniques de prédiction des structures protéiques par IA, la PDB est confrontée à de nouveaux défis. La cryo-microscopie électronique permet de résoudre les structures de complexes macromoléculaires de grande taille, mais ces structures sont généralement composées de multiples protéines et chaînes d’acides nucléiques, nécessitant une approche multi-niveaux pour leur présentation. Les modèles structurels prédits par l’IA (comme AlphaFold2 et RoseTTAFold) peuvent prédire des structures tridimensionnelles à partir de séquences protéiques, mais leur précision varie et ils ne contiennent généralement pas de cofacteurs ou de ligands. Ces technologies fournissent de nouveaux matériaux pour “Molecule of the Month”, mais exigent également des auteurs une explication prudente sur la fiabilité des modèles.

3. La nouvelle direction de Janet Iwasa

Janet Iwasa a publié son premier article en janvier 2025, présentant le processus dynamique des polykétide synthases (PKS) en “ligne d’assemblage”. Elle a utilisé des techniques d’animation moléculaire pour intégrer plusieurs structures de la PDB en une histoire cohérente, montrant les multiples échelles de ce processus complexe. Bien que l’animation moléculaire puisse illustrer de manière intuitive la dynamique moléculaire, les données expérimentales sont souvent incomplètes, nécessitant une certaine spéculation. Pour réduire l’incertitude, Iwasa a ajouté des explications textuelles et des indices visuels dans ses animations.

4. Engagement envers l’accès libre

Depuis sa création, la PDB s’est engagée en faveur de l’accès libre, et toutes les ressources éducatives de PDB-101 sont disponibles gratuitement et peuvent être réutilisées. En 2024, les articles de “Molecule of the Month” ont été consultés 690 000 fois par des utilisateurs du monde entier, les articles sur l’hémoglobine, le collagène et l’insuline restant parmi les plus populaires. De plus, le contenu lié au COVID-19 a également été largement diffusé.

5. Planification pour les 25 prochaines années

David Goodsell a dirigé la rubrique “Molecule of the Month” pendant 25 ans, et en 2025, il a passé le relais à Janet Iwasa. À l’avenir, la rubrique continuera à fournir un contenu éducatif et de vulgarisation de haute qualité via la plateforme PDB-101, soutenant la recherche et l’éducation en biologie structurale.

Signification et valeur

Cet article revient non seulement sur l’histoire et les réalisations de “Molecule of the Month”, mais explore également ses orientations futures. Avec les progrès des technologies en biologie structurale, la plateforme PDB-101 continuera à jouer un rôle essentiel dans la recherche et l’éducation. L’arrivée de Janet Iwasa a insufflé une nouvelle énergie à la rubrique, ses techniques d’animation moléculaire offrant une expérience scientifique plus intuitive et vivante. En outre, la politique d’accès libre de la PDB garantit que ces précieuses ressources sont accessibles à tous, favorisant la diffusion et l’application des connaissances scientifiques.

Points forts

1. Histoire et héritage : Cet article revient en détail sur les 25 ans d’histoire de “Molecule of the Month”, mettant en lumière son rôle important dans la communication scientifique et l’éducation.
2. Défis des nouvelles technologies : Le développement rapide de la cryo-microscopie électronique et des techniques de prédiction des structures protéiques par IA offre de nouvelles opportunités et défis pour la PDB. Cet article explore en profondeur l’impact de ces technologies sur la communication scientifique.
3. L’innovation de Janet Iwasa : Janet Iwasa a insufflé une nouvelle énergie à “Molecule of the Month” grâce à ses techniques d’animation moléculaire. Son premier article présente la dynamique des polykétide synthases, offrant une expérience scientifique nouvelle et immersive.
4. Accès libre : La politique d’accès libre de la PDB garantit que ces précieuses ressources sont accessibles à tous, favorisant la diffusion et l’application des connaissances scientifiques.

Conclusion

Cet article revient sur l’histoire et les réalisations de “Molecule of the Month” tout en explorant ses orientations futures. Avec les progrès des technologies en biologie structurale, la plateforme PDB-101 continuera à jouer un rôle essentiel dans la recherche et l’éducation. L’arrivée de Janet Iwasa a insufflé une nouvelle énergie à la rubrique, ses techniques d’animation moléculaire offrant une expérience scientifique plus intuitive et vivante. En outre, la politique d’accès libre de la PDB garantit que ces précieuses ressources sont accessibles à tous, favorisant la diffusion et l’application des connaissances scientifiques.