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Cette IA a résolu 50 ans de recherches en biologie en quelques semaines !

cerveau intelligence
Crédits : Flickr / A Health Blog

RĂ©cemment, un programme d’intelligence artificielle a rĂ©ussi Ă  prĂ©dire comment les protĂ©ines se replient. Or, le « repliement des protĂ©ines » est essentiel pour mieux comprendre la structure biologique de la vie. Il s’agissait d’un problème que la science a tentĂ© de rĂ©soudre durant les cinquante dernières annĂ©es. Et il aura suffi de quelques semaines Ă  l’intelligence artificielle pour y parvenir !

Qu’est-ce que le repliement des protéines ?

On parle de repliement lorsque les protĂ©ines se tordent afin de former des structures en 3D. Or, la forme de la protĂ©ine dĂ©termine sa fonction. Rappelons tout de mĂªme qu’en biologie, la protĂ©ine joue un rĂ´le essentiel dans la plupart des processus biologiques. Par exemple, leur forme peut dĂ©terminer la façon dont les anticorps combattent les virus ou comment l’insuline rĂ©gule le taux de sucre dans le sang.

Seulement, voilĂ , il existe plus de 200 millions de protĂ©ines et pour l’instant, la science en connaĂ®t seulement une petite partie. Ceci n’est d’ailleurs pas Ă©tonnant dans la mesure oĂ¹ dĂ©couvrir la forme d’une seule protĂ©ine nĂ©cessite souvent plusieurs annĂ©es de recherches.

Une IA rapide et efficace

Selon un communiquĂ© publiĂ© le 30 novembre 2020, l’intelligence artificielle AlphaFold de DeepMind (filiale de Google) a pourtant rĂ©ussi Ă  prĂ©dire le repliement des protĂ©ines. Pour chaque protĂ©ine, le processus prend ici seulement quelques jours, s’accompagnant d’un taux de rĂ©ussite de 90 %. Cela reprĂ©sente donc un Ă©norme gain de temps et d’argent. Comment ceci a-t-il Ă©tĂ© possible ? Durant des semaines, les chercheurs ont alimentĂ© l’IA Ă  l’aide d’une base de donnĂ©es publique contenant 170 000 protĂ©ines et formes. Ainsi, en rencontrant une nouvelle protĂ©ine, le programme se trouve en capacitĂ© de regrouper l’ensemble les informations en sa possession pour prĂ©dire sa forme au moyen d’une modĂ©lisation en 3D.

IA alphafold protéine
Voici deux exemples de modélisation de protéine.
Crédits : DeepMind

Alors que les premiers rĂ©sultats doivent faire l’objet d’une analyse de la part des chercheurs de DeepMind, il s’agit lĂ  d’une sĂ©rieuse avancĂ©e, notamment dans la lutte contre les maladies. Les chercheurs du projet ambitionnent en effet de mieux comprendre le mĂ©canisme des maladies et donc, de dĂ©velopper des traitements efficaces. Trois maladies sont particulièrement ciblĂ©es : le paludisme, la maladie du sommeil et la leishmaniose (maladie parasitaire).

Enfin, DeepMind a Ă©galement Ă©voquĂ© d’autres applications possibles. L’IA AlphaFold pourrait notamment aider l’agriculture en facilitant la production de rĂ©coltes ayant de meilleures qualitĂ©s nutritionnelles. Dans le domaine du dĂ©veloppement durable, cela pourrait aider Ă  mettre au point des enzymes vertes dans le but de rĂ©duire la pollution plastique.