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PhD: Décodage théorique à haut débit des spectres vibrationnels d'oligomères de glycane en phase gazeuse: couplage des simulations AIMD / DFT-MD avec la théorie des graphes et l'IA

PhD: Décodage théorique à haut débit des spectres vibrationnels d'oligomères de glycane en phase gazeuse: couplage des simulations AIMD / DFT-MD avec la théorie des graphes et l'IA

France 05 juin 2021
Université Paris-Saclay

Université Paris-Saclay

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DÉTAILS OPPORTUNITÉ

Récompense totale
0 $
Organisation à but non lucratif
Région
Pays hôte
Date limite
05 juin 2021
Niveau d'études
Type d'opportunité
Spécialités
Financement d'opportunité
Non financé
Pays éligibles
Cette opportunité est destiné à tous les pays
Région éligible
Toutes les régions

Directeur de thèse: Professeur Marie-Pierre GAIGEOT

Contacts: mgaigeot@univ-evry.fr , Voir aussi http://mpgaigeot-research.fr/

Groupe de recherche `` Théorie & Modélisation '' Laboratoire LAMBE UMR 8587, Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement, Université d'Evry val d'Essonne, Blvd F.Mitterrand, Bat Maupertuis, 91025 EVRY & Université Paris-Saclay - France

Le but de la (bio) -chimie analytique moderne est de séquencer les (bio-) molécules et de révéler leurs structures microscopiques 3D. La spectrométrie de masse (MS), l'une des méthodes analytiques essentielles dans le domaine de la phase gazeuse, est généralement (orthogonalement) couplée à des techniques telles que la chromatographie et la séparation électrophorétique, la spectrométrie de mobilité ionique (IMS), les méthodes d'activation et les spectroscopies. Parmi ces couplages orthogonaux à la SEP, la spectroscopie d'action infrarouge (IR) est l'une des très rares techniques à fournir des informations directes dans les structures 3D atomistiques, avec le paradigme des relations empreintes digitales spectrales 1 à 1 ßà3D-structure. Les 5 dernières années ont vu la communauté MS-IR phase gazeuse se lancer dans sur le défi de haut haut- chimie analytique du débit des bio-oligomères pertinents dans les processus biologiques. Le décodage des signatures infrarouges (c'est-à-dire des positions de bande, des intensités et des formes) en une structure 3D microscopique n'est cependant pas - trivial et ne peut pas être Fini accompli à partir d'expériences uniquement pour des (bio) -molécules flexibles complexes. Des calculs de chimie théorique doivent être utilisés : qui est l'expertise du groupe Gaigeot en utilisant des simulations AIMD / DFT-MD pour le calcul et l'affectation de spectres vibrationnels anharmoniques, pour des systèmes moléculaires très divers, c'est-à-dire des molécules et clusters en phase gazeuse, des liquides, des interfaces solide / liquide.

Ce projet de thèse se concentre sur la caractérisation des structures 3D des (très) grands oligomères glycanes (d'un grand intérêt pour la reconnaissance biologique en général, une expertise dans notre laboratoire) afin de faire les affectations systématiques 1-à-1 entre les structures et Signatures IR. À cette fin, des simulations AIMD / DFT-MD seront appliquées, ainsi que l'application de nos méthodes développées pour extraire et décoder les modes vibrationnels IR.

Pour être à haut débit et appliqué en routine, c'est-à-dire appliqué en quelques minutes seulement, le décodage des signatures IR en une structure 3D doit cependant être effectué d'une manière théorique complètement différente. Nous développons actuellement des méthodes théoriques innovantes basées sur la théorie des graphes, l'apprentissage machine / deep learning, l'IA, issues de l'informatique, dans notre équipe bi-disciplinaire réalisée avec le groupe du Pr Dominique Barth à l'Université Paris-Saclay (expert en théorie des graphes & IA techniques). Dans le présent doctorat, les premières applications de ces nouvelles méthodes au décodage IR seront effectuées. S'il est intéressé, le doctorant participera directement aux développements en cours de la théorie des graphes et des méthodes d'apprentissage automatique / profond.

Le package CP2K est utilisé pour les simulations AIMD, les codes développés dans notre groupe sont utilisés pour les analyses et l'extraction des propriétés structurelles / dynamiques / spectroscopiques des trajectoires. Pour les personnes intéressées, des développements théoriques peuvent être envisagés et / ou l'élaboration de codes pour les analyses de trajectoires. Des développements en synergie avec la théorie des graphes et l'IA font partie de ce projet pour les intéressés.

Notre groupe est internationalement reconnu dans les simulations AIMD / DFT-MD de molécules en phase gazeuse, de liquides et d'interfaces solide / liquide. Les références suivantes illustrent certains de nos travaux originaux récents et des développements innovants pour la spectroscopie IR en phase gazeuse et les méthodes de théorie des graphes [Chem. Rev.120: 3233-3260 (2020), Faraday Discussions 217: 67 (2019), J. Chem. Phys. 149: 184102-15 (2018), J. Chem. Théorie. Comput., 13: 3802 (2017), Phys. Chem. Chem. Phys., 19: 13778 (2017)].

Notre groupe est composé de 5 chercheurs académiques permanents, 1 ingénieur en informatique, 4 doctorants (chinois, italiens, français), 1 post-doctorant, étudiants en Master M1 / M2, visiteurs étrangers. Notre groupe est internationalement reconnu et financé par plusieurs programmes de recherche nationaux français ANR et LABEX, par exemple, bilatéral ANR-NSF / USA, ANR-DFG / Allemagne & LABEX CHARM 3 AT. Notre Université est membre de la plus grande Université Paris-Saclay. La ville d'Evry est située à 45 'du centre de Paris via le RER D ou à 30' de Paris-Saclay en bus. L'Université est à 2 minutes à pied de la gare RER Evry-Courcouronnes. Voir https://www.univ-evry.fr/accueil.html pour plus de détails pratiques.

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