Des protéines sans ancêtres : le design à partir de zéro ✎ express

Une protéine dans la cellule ressemble à une minuscule machine : chacune a son plan précis et sa tâche. Certaines coupent des molécules, d'autres transportent l'oxygène, d'autres encore captent la lumière. Pour créer un tel mécanisme à partir de zéro, il faut résoudre deux problèmes à la fois : imaginer quel travail il va accomplir et comment il va se replier en un nœud correct. Si le nœud se défait, la machine se bloque ou se casse.

Les méthodes informatiques habituelles séparent souvent ces deux tâches : d'abord on imagine le travail, puis on ajuste la forme. Les auteurs du nouveau modèle CodeFP ont fait autrement. Ils ont appris au programme à « parler » le langage des protéines de telle sorte que chaque mot — chaque acide aminé — contienne déjà à la fois son futur rôle et sa future courbure. Le modèle ne considère pas les petites boucles et les spirales (structures locales) comme un simple échafaudage passif, mais comme des assistants actifs : elles indiquent où la protéine va s'accrocher à d'autres molécules ou plier sa chaîne.

Pour éviter que le modèle ne se perde en conjectures — car un même motif d'acides aminés peut correspondre à plusieurs repliements possibles — on lui a ajouté une vérification supplémentaire. Comme un professeur qui jette un œil dans le cahier et corrige discrètement : « ici, c'est la fonction, n'oublie pas ». Résultat : des protéines qui, dans 6 % des cas de plus, font exactement ce qui est prévu, et qui, dans 3 % des cas de moins, se replient en une boule inutile.

À l'avenir, ces protéines de construction pourront capturer des toxines dans l'eau, délivrer des médicaments précisément à la cellule malade ou capter la lumière du soleil pour produire une énergie propre. Et tout cela, sans se soucier de millions d'années d'évolution, à partir d'une page blanche.