L’intelligence artificielle (IA) est une nouvelle fois à l’honneur en cette semaine d’annonces de prix Nobel. La section chimie de la promotion, décernée mercredi 9 octobre, récompense, au moins pour moitié, un outil d’intelligence artificielle, qui a révolutionné la vie des biochimistes, AlphaFold. Le Britannique Demis Hassabis (48 ans) et l’Américain John Jumper (39 ans) ont développé ce logiciel au sein de la société DeepMind, cofondée par le premier en 2010, et rachetée par Google en 2014. L’autre moitié. l’Américain David Baker (62 ans) de l’Université de Washington, qui, vingt ans avant ses co-lauréats, avait abordé le même sujet, sans intelligence artificielle mais avec un premier succès.
Ce problème est une sorte de casse-tête, difficile à résoudre pour l’homme, mais facile pour Dame Nature : comment retrouver la forme tridimensionnelle prise par les protéines en connaissant seulement la succession des vingt acides aminés qui les constituent ? Un virus s’attache à une cellule par des protéines comme le fameux pic du coronavirus. Le fer est transporté dans le sang par des protéines (hémoglobine). Les hormones et les enzymes sont des protéines…
Constitués d’un collier de perles, les acides aminés et les protéines ne restent pas en ligne comme des spaghettis, mais se replient, se tordent, forment des hélices, des crochets, des poches… qui leur confèrent finalement leur fonction. Des pathologies, comme la maladie de Creutzfeldt-Jakob, sont même liées à des défauts de repliement des protéines.
Cependant, les informations dont disposent les chimistes à leur sujet sont souvent une séquence de gènes, codant pour des acides aminés, s’assemblant donc en protéines. Mais cela ne suffit pas pour comprendre leur fonction ou leur mode d’action. La forme dans l’espace est nécessaire. Et c’est cet épineux problème que l’équipe DeepMind, une trentaine de personnes, dirigée par John Jumper, est parvenue à résoudre dans un ouvrage publié en juillet 2021, en utilisant plusieurs techniques d’apprentissage automatique utilisant des réseaux de neurones artificiels.
« Tout le monde utilise AlphaFold ! » »
Quelques mois plus tôt, fin 2020, lors d’un concours impliquant plusieurs équipes pour trouver des structures à partir de séquences, la version 2 d’AlphaFold écrasait la concurrence, doublant les performances obtenues jusque-là. DeepMind détaille ensuite son algorithme, met son code en ligne et annonce sa collaboration avec le Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) pour enrichir une base de données dont les informations ont servi à développer le logiciel.
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