Décrypter le code de la vie : Un nouveau modèle d’IA perçoit le langage caché de l’ADN

Dans notre quête incessante de compréhension des mystères de la vie, le décryptage de l’ADN se dresse comme l’un des défis les plus fascinants et complexes de la biologie moderne. Avec l’émergence de l’intelligence artificielle, une nouvelle révolution se profile à l’horizon, capable de dévoiler le langage caché de notre patrimoine génétique. Les modèles d’IA, en constante évolution, nous offrent des perspectives inédites sur la façon dont les séquences de nucléotides influencent non seulement notre biologie, mais aussi notre santé et nos comportements. Cet article explore comment ces technologies de pointe pourraient transformer notre approche de la génétique, ouvrant la voie à des avancées spectaculaires dans la recherche biomédicale et la médecine personnalisée.

L’ADN : le code fondamental de la vie

L’ADN contient toutes les informations nécessaires pour maintenir la vie. Comprendre comment ces informations sont stockées et organisées a été l’un des plus grands défis scientifiques du dernier siècle.

GROVER : le nouvel outil révolutionnaire

Avec GROVER, un nouveau modèle de langage de grande taille entraîné sur l’ADN humain, les chercheurs peuvent désormais tenter de décoder les informations complexes cachées dans notre génome. Développé par une équipe du Centre de Biotechnologie de l’Université technique de Dresde, GROVER traite l’ADN humain comme un texte, apprenant ses règles et son contexte pour extraire des informations fonctionnelles.

Les multiples fonctions de l’ADN

Depuis la découverte de la double hélice, les scientifiques cherchent à comprendre les informations encodées dans l’ADN. Environ 70 ans plus tard, il est clair que ces informations sont multi-couches. Seulement 1 à 2 % du génome est constitué de gènes, les séquences qui codent pour les protéines.

“D’autres séquences de l’ADN régulent les gènes, servent des purposes structurels, et beaucoup ont des fonctions multiples à la fois. Actuellement, nous ne comprenons pas le sens de la plupart des séquences non codantes de l’ADN. C’est là que l’IA et les modèles linguistiques de grande taille peuvent aider”, explique le Dr Anna Poetsch.

L’ADN comme un langage

Les modèles linguistiques de grande taille, comme GPT, ont transformé notre compréhension de la langue. Entraînés exclusivement sur des textes, ces modèles développent la capacité d’utiliser le langage dans de nombreux contextes.

“Pourquoi ne pas traiter l’ADN comme un langage?” s’interroge le Dr Poetsch. L’équipe de Poetsch a entraîné un grand modèle de langage sur un génome humain de référence. Le résultat, nommé GROVER (Genome Rules Obtained via Extracted Representations), peut être utilisé pour extraire la signification biologique de l’ADN.

Le dictionnaire de l’ADN

“L’ADN ressemble à une langue. Il a quatre lettres qui forment des séquences, et ces séquences ont une signification. Cependant, contrairement à une langue, l’ADN n’a pas de mots définis”, explique le Dr Poetsch. Pour entraîner GROVER, l’équipe a d’abord dû créer un dictionnaire d’ADN. Ils ont utilisé une astuce des algorithmes de compression.

“Nous avons analysé le génome entier et recherché les combinaisons de lettres les plus fréquentes. En environ 600 cycles, nous avons fragmenté l’ADN en ‘mots’ permettant à GROVER de prédire les séquences suivantes avec la meilleure performance,” explique Dr Sanabria.

La promesse de l’IA en génomique

GROVER promet de déverrouiller les différentes couches du code génétique. L’ADN contient des informations clés sur ce qui nous rend humains, nos prédispositions aux maladies et nos réponses aux traitements.

“Nous croyons que comprendre les règles de l’ADN à travers un modèle linguistique va nous aider à découvrir la profondeur de la signification biologique cachée dans l’ADN, faisant avancer à la fois la génomique et la médecine personnalisée,” conclut le Dr Poetsch.

Liste condensée en deux colonnes