Calculer les vibrations d'une protéine en quelques secondes express
Une protéine dans une cellule ne reste pas immobile comme un mannequin en vitrine. Ses atomes tremblent, s'étirent et se plient constamment, un peu comme une corde de guitare tendue qui continue de vibrer après qu'on l'a pincée. Pour comprendre comment une protéine fonctionne, il faut savoir à quel point chaque partie est fermement liée à ses voisines. Les physiciens appellent cela la « matrice des dérivées secondes de l'énergie », mais il est plus simple de penser à une carte des ressorts entre les atomes : où le ressort est raide, où il est souple.
Jusqu'à présent, une telle carte pour une grande molécule se calculait sur des superordinateurs, et cela prenait des heures, voire des jours. Le nouveau programme apprend sur des exemples de petites molécules — les acides aminés individuels qui assemblent les protéines, comme des pièces de jeu de construction. Il transfère ensuite ce savoir à une protéine de milliers d'atomes et fournit la carte des ressorts en quelques secondes. De plus, il calcule dans un système de coordonnées pratique — non pas par rapport aux murs du laboratoire, mais par rapport à la molécule elle-même — de sorte que le résultat ne change pas si on fait pivoter ou déplacer la molécule.
Une telle vitesse ouvre de nouvelles possibilités. On peut rapidement tester des milliers de variantes d'un médicament pour trouver celle qui « s'accroche » le mieux à la protéine cible. Ou étudier comment une protéine change de rigidité lors d'une mutation. Avant, c'était trop coûteux ; maintenant, c'est une question de quelques minutes.
Les acides aminés sur lesquels le réseau de neurones a été entraîné sont comme les lettres de l'alphabet : il n'y en a que 20, mais ils composent toutes les protéines de notre corps.