Les protéines, qui sont des chaînes d’aminoacides, jouent un rôle clé dans la biologie. Dans une grande mesure, la fonction d’une protéine est liée à sa forme en 3D.
Or découvrir la forme d’une protéine d’après sa chaîne d’aminoacides peut prendre des mois à des décennies pour des scientifiques de talent.
Trouver une solution que l’on peut automatiser est un défi depuis plus de 50 ans.
C’est si difficile qu’un concours nommé Critical Assessment of Structure Prediction, CASP, existe depuis 25 ans afin de tester et comparer les solutions présentées. Personne n’a apporté une solution satisfaisante jusqu’ici.
Ce défi de 50 ans, DeepMind, la filiale de Google, prétend l’avoir résolu à l’aide d’un système d’intelligence artificielle nommé AlphaFold, qui peut déterminer dans 66 % des cas la forme d’une protéine en quelques heures, avec une grande précision (inférieure à un atome, soit similaire à celle des expérimentations physiques).
Si cela se vérifie, AlphaFold pourrait être à l’origine d’une énorme accélération de découverte de médicaments, voire de vaccins.
Ainsi, les deux vaccins les plus prometteurs actuels pour le covid-19 reposent sur la découverte de molécules dont les formes empêcheraient ce dernier de s’attacher aux cellules.
De nombreuses questions restent toutefois sans réponse : quand et comment DeepMind donnera accès au système aux scientifiques, et dans quelles conditions ? Peut-on améliorer la précision d’AlphaFold ?
Comme tous les systèmes d’intelligence artificielle, il s’agit d’une boîte noire dont on comprend très peu le fonctionnement. Un entraînement avec quelques milliers de protéines dont la forme en 3D est connue ne donne aucune indication sur la capacité du système à découvrir avec précision la forme de protéines inconnues.
Jusqu’ici, DeepMind s’est illustré sur des problèmes beaucoup plus simples : battre les êtres humains à des jeux comme les échecs et le jeu de go, ce qui impressionne l’homme de la rue mais est largement affaire de force brute : la consommation de ces systèmes composés de milliers d’ordinateurs est incomparablement supérieure à la consommation d’énergie d’un cerveau humain, et la mémoire à disposition est aussi infiniment supérieure.