​Les IPP se produisent lorsque deux ou plusieurs protéines s'associent physiquement pour accomplir une fonction biologique. Ce faisant, elles contrôlent la plupart des grandes fonctions cellulaires (métabolisme, réplication de l'ADN, signalisation cellulaire, maintien de l'architecture membranaire et cellulaire). Un défaut dans ces liaisons, lorsque l'une des protéines est mutée par exemple, peut provoquer des pathologies graves.

ANALYSE HAUT-DÉBIT DES INTERACTIONS PROTÉINE–PROTÉINE
L'analyse des complexes protéiques à partir des effets des mutations apporte des informations précieuses permettant de localiser précisément les positions d'interface, quantifier la contribution des résidus à la force de liaison (contraintes structurelles) et identifier les sites de liaison critiques. Réalisés à très grande échelle (deep mutational scanning) et intégrés aux modèles d'apprentissage automatique, ces ensembles de données sur les effets des mutations orientent l'optimisation moléculaire dans les domaines de la recherche, du diagnostic et du développement thérapeutique. Les stratégies in cellulo, telles que les systèmes double-hybride, permettent d'accéder facilement à ce type de données, mais leur fiabilité dépend de leurs propriétés quantitatives.

SUPÉRIORITÉ DU DOUBLE-HYBRIDE BACTÉRIEN QUANTITATIF qB2H^SBE
Conscients des limites des systèmes double-hybride bactériens (B2H) existants, qui compromettent la génération de jeux de données précis, les auteurs présentent dans cette étude un système à faible stochasticité conçu dans leur laboratoire. Évalué, optimisé et validé sur des complexes entre la protéine chaperon d'histones Asf1 et des peptides synthétiques présentant des affinités variables pour Asf1, qB2H^SBE s'avère supérieur aux systèmes B2H d'ancienne génération. Il permet en effet des analyses indépendantes de la souche bactérienne, l'obtention de mesures améliorées et la génération de jeux de données de haute qualité sur les interactions protéiques, idéales pour l'entraînement de modèles d'IA. L'analyse des perturbations induites par des variants portant sur un seul site de liaison a permis de retrouver avec précision les positions de contact connues du complexe Asf1 avec les peptides, en accord avec les données cristallographiques. L'intégration d'une conception fondée sur l'IA générative a conduit à la mise au point d'un peptide se liant à Asf1 avec une affinité augmentée d'un facteur 70.

Le système qB2H^SBE décrit dans cette étude constitue, pour les chercheurs en R&D, une plateforme robuste et réutilisable pour l'analyse quantitative des interactions protéine-protéine, permettant à la fois l'ingénierie rationnelle des protéines et la découverte fondée sur les données. Le code, les données et les matériaux  sont à la disposition de la communauté scientifique.

Contacts instituts Joliot/I2BC : Oscar P. Ramos (oscar.pereira-ramos@cea.fr) ; Françoise Ochsenbein (francoise.ochsenbein@cea.fr ; francoise.ochsenbein@i2bc.paris-saclay.fr)

​​Légende : Fluorescence de colonies bactériennes qui expriment la protéine GFP, témoignant d'une interaction entre Asf1 et deux peptides d'affinité différentes : une fluorescence plus intense (à droite) est observée lorsque l'affinité du peptide est plus forte. © Guyot, et al. Comput Struct Biotechnol J. 2026