Un livre de recettes sans liste de courses, voilà ce que découvre un scientifique face à un schéma de réactions chimiques. Les flèches et les formules sur le papier semblent cohérentes, mais dès qu'on cherche en laboratoire des molécules qui se comporteront exactement comme prévu, la véritable chasse au trésor commence.
Les auteurs de l'étude se sont appuyés sur une règle stricte : dans chaque réaction, le nombre d'atomes à gauche et à droite doit être identique (ce qu'on appelle la conservation de la masse). Cela semble être une simple affaire d'arithmétique. Mais lorsqu'il faut choisir des substances concrètes parmi un vaste catalogue de molécules connues, tout en respectant les types de transformations chimiques autorisés, la tâche se transforme en casse-tête d'une complexité incroyable.
Et pourtant, une issue a été trouvée. Les chercheurs ont appliqué un algorithme avec retours arrière et élagage — un peu comme jouer aux échecs à l'aveugle : on explore les coups, mais on élimine sans pitié ceux qui mènent à une impasse. Cette approche, inspirée par la recherche de motifs identiques dans les graphes (le problème de la recherche de sous-graphes), permet en pratique d'assembler des schémas moléculaires fonctionnels pour des systèmes complexes — de l'écologie à la médecine.
Le livre de recettes prend chair. Et derrière cela, il n'y a pas de magie, mais un calcul précis qui nous apprend que même dans le chaos des possibilités chimiques, il existe une logique rigoureuse.
De nombreux réseaux biochimiques dans la cellule n'ont toujours pas pu être reproduits « en éprouvette », précisément parce que nous ne parvenons pas à choisir les bonnes molécules participantes — même si toutes les réactions sont connues sur le papier.