Inventez-moi une protéine (et en 3D, s’il vous plaît)

Gagnants : David Baker, Demis Hassabis et John M. Jumper

Pour comprendre l’importance du prix Nobel de chimie de cette année, vous devez comprendre les protéines. Pour la plupart d’entre nous, les protéines se trouvent dans la viande ou le tofu et devraient être consommées à chaque repas.

Pour les biochimistes, ils représentent bien plus que cela.

« Il existe des protéines qui sont utilisées pour nos cheveux et des protéines qui sont utilisées pour nos yeux. Il existe des protéines qui servent à digérer le T-bone que vous avez mangé ou à contracter les muscles. Les protéines font tout, tout, tout. Ce sont les machines moléculaires qui font fonctionner notre corps», explique Normand Voyer, sympathique directeur du département de chimie de l’Université Laval.

On sait depuis longtemps que les protéines sont constituées de 20 acides aminés différents, soit autant de briques Lego qui peuvent être assemblées selon toutes sortes de combinaisons pour former les quelque 200 millions de protéines identifiées jusqu’à présent.

Sauf qu’une protéine est bien plus qu’une longue chaîne d’acides aminés. C’est une structure qui se développe en trois dimensions.

«Le mystère toujours non résolu est celui de la façon dont une séquence de blocs d’acides aminés se transforme en une protéine fonctionnelle», explique le professeur Normand Voyer.

C’est ce qu’ont clairement indiqué deux des prix Nobel de chimie 2024, Demis Hassabis et John Jumper. En 2020, les deux chercheurs de Google DeepMind présentaient AlphaFold 2 : un modèle d’intelligence artificielle capable de prédire la structure tridimensionnelle d’une protéine à partir de sa composition.

«Avec cela, on peut comprendre, par exemple, pourquoi, lorsqu’on change 1 acide aminé dans une protéine qui en contient 1000, il se crée un défaut qui provoque la fibrose kystique», explique Normand Voyer.

David Baker, de l’Université de Washington, a développé des modèles informatiques qui permettent de créer de toutes pièces de nouvelles protéines à partir des mêmes 20 briques Lego que sont les acides aminés.

« Cela ouvre la porte à la synthèse de nouveaux médicaments. Ou inventer des protéines qui captent le CO₂ », Illustra Normand Voyer.

Le chercheur a assisté cette année à une conférence de David Baker à Kyoto, au Japon.

«C’était incroyable», dit-il. Supposons que vous souhaitiez dégrader le pétrole utilisé pour produire du biocarburant. Grâce à ses algorithmes, vous pouvez concevoir, à partir de zéro, une protéine qui fera cela. Pensez-y : c’est de la connerie ! »