Une protéine glisse le long du brin d'ADN comme une clé sur un trousseau, cherchant sa serrure. Un mauvais tournant, et le gène reste éteint. Pour savoir où la protéine s'agrippera solidement, il faut mesurer la force de cette prise, c'est-à-dire l'énergie de liaison. Mais passer en revue tous les emplacements possibles à la main est impossible : le génome d'un mammifère compte des milliards de « lettres ».
Les chercheurs ont entraîné un réseau de neurones sur une collection de paires « protéine–ADN » dont l'énergie était déjà mesurée. Le réseau a appris à repérer des caractéristiques cachées de la surface protéique et du texte de l'ADN qui, ensemble, déterminent la solidité du contact. Cette approche rappelle le travail d'un dégustateur : à la couleur de la boisson et à la forme du verre, il prédit le goût sans même goûter.
La méthode a été testée sur le facteur de transcription PU.1, une protéine qui active les gènes dans les cellules sanguines. Le réseau de neurones a calculé son profil énergétique sur tous les chromosomes de la souris et montré où la protéine s'attarde longtemps et où elle touche à peine. Il s'est avéré que les sites d'atterrissage stables ne sont pas simplement les zones les plus « collantes ». Ce sont les points où la protéine parvient à se rendre pendant sa durée de vie dans le noyau.
Cet atlas énergétique est une première étape vers une lecture du code génétique non pas comme un texte statique, mais comme un paysage vivant. Sur cette carte, les protéines éclaireuses tâtent continuellement le fil d'ADN à la recherche de leurs cibles.
La protéine PU.1 glisse sur l'ADN à une vitesse d'environ 1000 paires de bases par seconde — plus vite qu'un train express, si chaque « lettre » était une traverse.