Machine, fais-moi un virus : le rêve et le cauchemar de la nouvelle biologie

Des chercheurs de Stanford ont conçu et créé de toutes pièces, à l'aide de l'intelligence artificielle, des virus qui attaquent une bactérie résistante en laboratoire, secouant le monde scientifique. Le potentiel de ces nouveaux micro-organismes en médecine est immense, mais les questions sur l'avenir sont encore plus grandes. Pourrons-nous bientôt demander à un programme d'apprentissage de concevoir des êtres vivants à notre guise, avec les caractéristiques que nous désirons ?

La réponse est encore non, mais c'est le « non » le plus hésitant que nous ayons entendu à ce jour de la part des scientifiques sur ce sujet. En principe, disent-ils, la technologie existe. « Dans 50 ans, si tu veux plonger dans la mer, je pourrai te faire pousser des branchies », prédit le Dr Lior Nissim, chef du laboratoire d'applications biomédicales de biologie synthétique à la faculté de médecine de l'université hébraïque. « Si tu m'avais posé la question il y a cinq ans, j'aurais dit que cela arriverait dans 100 ans au minimum. En ce moment, je parie sur 50, peut-être 40, et peut-être même plus vite. Et peut-être que quelques décennies plus tard, ton enfant pourra dessiner un personnage inventé, et tu pourras appuyer sur un bouton et produire un tel animal pour lui, un vrai. »

Comment un outil d'IA a créé un virus qui n'existe pas dans la nature

1. Apprentissage de la base de données génétique : Le modèle d'IA apprend les séquences d'ADN des phages existants (virus qui attaquent les bactéries).

2. Définition de la mission : Les chercheurs ont demandé au modèle de concevoir un phage qui attaquera une bactérie E. coli.

3. Création de variantes : Le modèle propose de nouvelles séquences génétiques qui n'existent pas dans la nature.

4. Filtrage : Les chercheurs choisissent les candidats les plus probables et les construisent.

5. Test d'activité : 16 phages sélectionnés ont effectivement infecté et tué la bactérie définie.

Le logiciel a prédit, et il a eu raison

L'étude qui a suscité l'intérêt scientifique et médiatique a été publiée au début du mois dans la revue de premier plan Science. Des chercheurs de l'université de Stanford et de l'institut Arc de Palo Alto, spécialisé dans l'intelligence artificielle pour la biologie, ont rapporté qu'ils avaient conçu, puis construit de toutes pièces, de courts virus appelés phages. Ils ont été conçus pour attaquer une bactérie E. coli, et ont réussi.

« Les chercheurs ont pris un phage courant contre lequel la bactérie sait développer une résistance, et ont demandé à des modèles de langage dédiés à la conception génétique de créer des variantes de ces phages qui sont inconnues du monde, mais qui, selon le logiciel, seront actives et surmonteront la résistance bactérienne. Le virus conçu était une combinaison du phage de base et de toutes sortes de protéines connues d'autres phages. Le système a prédit qu'ils conféreraient au phage certaines propriétés, et il a eu raison. »

Les modèles utilisés pour concevoir les phages sont Evo et Evo2, construits par l'institut ARC. Le Dr Yishai Pinto, maître de conférences et chef du laboratoire de recherche en virologie computationnelle à l'université Bar-Ilan, explique comment ils fonctionnent : « Ce sont des modèles génératifs pour la conception génomique. Tout comme nous pouvons dire à un chatbot d'écrire un paragraphe pour un certain objectif, cette machine peut écrire des génomes selon des objectifs que nous définissons. On a dit à ce système : « Tu as vu beaucoup de phages qui tuent E. coli. Maintenant, conçois-m'en beaucoup d'autres comme ça ». Et ensuite, ils ont été filtrés et il ne restait que ceux qui semblaient les plus actifs. Parmi eux, 16 phages ont effectivement infecté la bactérie et l'ont tuée. »

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