Des chercheurs d’INRAE Katherine Albanese, Sophie Barbe, Shunsuke Tagami, Dek Woolfson et Thomas Schiex, porteur de la chaire HEROIC, ont développé une intelligence artificielle hybride capable de concevoir de nouvelles molécules avec une précision sans précédent. Cette innovation, qui combine apprentissage profond et raisonnement automatique, ouvre des perspectives très importantes pour la santé et l’environnement. Ces avancées ont été récemment publiées dans la prestigieuse revue Nature Reviews Methods Primers, soulignant l’importance et la qualité de cette recherche.
Le Défi du Repliement des Protéines :
Les protéines, essentielles à la vie, sont des chaînes d’acides aminés qui se replient en structures 3D complexes. Ce repliement détermine leur fonction, allant du transport de molécules à la digestion. Comprendre ce processus est crucial, notamment pour lutter contre des maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson, liées à un mauvais repliement des protéines.
L’IA au Service du Design de Protéines :
Le design de protéines par ordinateur, récemment salué par le prix Nobel de chimie 2024, connaît une progression fulgurante. Les IA génératives, inspirées des modèles de langage et d’image, sont désormais capables de créer des protéines inédites. Cependant, le défi majeur réside dans la capacité à guider ces IA pour obtenir des protéines aux propriétés souhaitées.
L’Innovation d’INRAE et la Contribution de Thomas Schiex : Une IA Hybride Neuro-Symbolique sur deux principes
- Apprentissage Profond : Extraction des règles de conception des protéines à partir des données de la Protein Data Bank.
- Raisonnement Automatique : Combinaison de ces règles avec les lois de la physique et les directives des concepteurs.
Thomas Schiex, porteur de chaire au sein de ANITI, reconnu pour son expertise en intelligence artificielle et biologie computationnelle, a joué un rôle clé dans l’intégration de ces deux approches. Son travail a permis de renforcer la capacité de l’IA à combiner les règles apprises avec les principes fondamentaux de la physique, permettant ainsi une conception de protéines plus précise et efficace.
Cette IA neuro-symbolique permet de concevoir des protéines répondant précisément aux exigences des chercheurs, tout en explorant l’immensité des possibilités offertes par les protéines.
Applications et Perspectives :
Cette avancée démocratise la conception de nouvelles protéines, ouvrant des horizons prometteurs dans divers domaines :
- Santé : Développement de nouveaux traitements et thérapies ciblées.
- Environnement : Création d’enzymes pour la dégradation des polluants ou la production de biocarburants.
Bien que la maîtrise du design des protéines nécessite encore des recherches approfondies, cette IA hybride représente un pas très important vers la création de molécules sur mesure.
L’implication d’ANITI :
Ces recherches ont été menées en collaboration avec Toulouse Biotechnology Institute, Bio & Chemical Engineering et avec le soutien de ANITI.
L’IA hybride développée par INRAE, marque un tournant dans la biologie. La publication de ces recherches dans Nature Reviews Methods Primers témoigne de leur impact significatif. Elle offre un outil puissant pour explorer le potentiel des protéines et ouvre la voie à des innovations qui pourraient transformer notre avenir.
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