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L’intelligence artificielle, génie de la biologie moléculaire

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L’intelligence artificielle, génie de la biologie moléculaire

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Cette fois, c’est du sérieux. L’intelligence artificielle rivalise désormais avec les plus grands cerveaux scientifiques. Plus fort que les victoires dans les jeux de go, d’échecs, de poker, ou dans le jeu vidéo StarCraft. Moins anecdotique que les systèmes de reconnaissance de museaux de chats ou de chiens. Plus précis que les traductions automatiques fluides mais qui dérapent parfois. Moins risqué que les générateurs de fausses images, de fausses vidéos, ou d’œuvres d’art « à la manière de… ». La nouvelle vague de l’intelligence artificielle, celle des réseaux de neurones et de l’apprentissage statistique, vient de résoudre pour la première fois un important problème scientifique, digne d’un Nobel.

C’est d’ailleurs le Prix Nobel 1972 de chimie, Christian Anfinsen, qui posa les bases du problème en question, central en biologie moléculaire. Comment se fabriquent les protéines, ces incroyables machines du vivant comme les anticorps, les enzymes, certaines hormones, l’hémoglobine, ou par exemple le SARS-CoV-2 (constitué de 29 protéines)… ? Comment passe-t-on du plan de montage, succession des lettres du génome, à une pièce complète et complexe de milliers d’atomes, capable de ressembler à une hélice, un marteau, un crochet, un tube, un marcheur sur deux jambes, des ciseaux…, pour ne citer que quelques formes associées à certaines des 20 000 de ces molécules que contient l’organisme humain ? En termes plus biologiques, comment ces protéines, sortes de long collier de petites molécules, des acides aminés, finissent-elles par se replier, se mettre en boule et adopter ces formes tridimensionnelles bien précises ? A quelles règles d’origami joue finalement la Nature ?

La bonne clé pour la bonne serrure

Ces questions en rafale n’ont rien d’anodin, car de la forme prise dans l’espace par ces spaghettis moléculaires, faits de centaines d’acides aminés, dépend la fonction de ces macromolécules. Pour le comprendre, l’image de la clé correspondant à la bonne serrure s’impose. Une molécule odorante n’active un récepteur que si celui-ci est « accueillant » : un cube ne se logera pas dans une pyramide. Un anticorps ne s’accroche à un virus que s’il a le bon « crochet » pour s’y arrimer. Un neurotransmetteur ne réveille un neurone que si celui-ci s’ouvre, puis se ferme… A l’inverse, si la machinerie déraille et fabrique des molécules tordues, de même formule chimique que l’originale mais de formes légèrement différentes, alors cela peut dégénérer en maladie, comme dans celle de Creutzfeldt-Jakob.

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