PRIX NOBEL DE CHIMIE 2024

Le prix Nobel de chimie 2024 a été attribué pour moitié au Britannique Demis Hassabis et à l’Américain John Jumper pour l’élaboration du logiciel AlphaFold dédié à la prédiction de la structure des protéines et pour moitié à l’Américain David Baker pour la « conception par informatique de protéines ».

Des relations entre structure et fonction essentielles à la vie

Les protéines sont constituées de l’enchaînement d’acides aminés. Chacune d’entre elles se replie sur elle-même en une configuration tridimensionnelle caractéristique. Cette structure détermine leur fonction biologique, essentiellement liée à des interactions avec d’autres molécules. La compréhension de ces interactions au niveau atomique est nécessaire à celle des processus biologiques. Depuis le milieu du xx^e siècle, différentes techniques ont été utilisées pour déterminer les structures protéiques : diffraction des rayons X, résonance magnétique nucléaire, spectroscopies diverses, rayonnement synchrotron, cryoélectromicroscopie, etc. Leur mise en œuvre s’étant révélée bien souvent lente et coûteuse, peu de protéines ont finalement vu leur structure déterminée au niveau atomique. On connaît pourtant la structure de chaque acide aminé, ses capacités de liaisons chimiques, les angles de ces liaisons entre acides aminés et les possibilités d’échanges de liaisons faibles en énergie. Il s’avère donc théoriquement possible de calculer une structure probable à partir de la séquence en acides aminés d’une protéine. Les travaux en ce sens remontent aux années 1980. Ils ne se sont pas révélés très efficaces jusqu’à ce que ces méthodes de calcul soient bouleversées à partir du début des années 2000 par les   techniques d’apprentissage profond (deep learning) appliquées au calcul de structures des protéines. Le prix Nobel de chimie 2024 est venu récompenser deux approches différentes et complémentaires d’application de l’intelligence artificielle à ce problème fondamental de la biologie : la relation entre structure et fonction des protéines.