nouvelles

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

【introduction】outre la conception de protéines et la découverte de médicaments, un article récent publié dans nature a révélé de nouvelles utilisations pour de grands modèles biologiques tels qu'alphafold, révélant les relations biologiques et l'histoire de l'évolution.

en juillet de cette année, l'équipe esmfold, qui a été dissoute par meta, a recommencé avec succès et a publié son dernier grand modèle des sciences de la vie esm3, avec le slogan « utiliser un modèle de langage pour simuler 500 millions d'années d'évolution ».

adresse papier : https://evolutionaryscale-public.s3.us-east-2.amazonaws.com/research/esm3.pdf

cette utilisation a rapidement été vivement capturée par les biologistes.

dans de nombreux travaux récemment publiés, les scientifiques utilisent des modèles tels qu’alphafold et esmfold pour redessiner la lignée du virus et explorer des « affinités » surprenantes.

ces résultats peuvent non seulement révéler l’histoire évolutive des familles de virus, mais également nous permettre de mieux faire face aux futurs risques biochimiques.

en utilisant des méthodes traditionnelles, les scientifiques devraient comprendre l’évolution virale sur la base des résultats de comparaisons génomiques.

cependant, par rapport aux mammifères, la vitesse d'évolution des virus peut être considérée comme aussi rapide que l'éclair. surtout pour les virus dont les gènes sont composés d'arn, le nombre et la complexité des génomes à comparer augmenteront rapidement.

de plus, l'évolution des virus ne provient pas seulement de mutations génétiques, ils peuvent également acquérir du matériel génétique provenant d'autres organismes, ce qui rend plus difficile l'identification des « relations relatives » entre les virus. des séquences génétiques très différentes peuvent cacher des relations très profondes et lointaines entre les virus.

par rapport aux gènes viraux, la forme ou la structure des protéines qu'elles codent ont tendance à changer plus lentement. cependant, joe grove, virologue moléculaire à l'université de glasgow au royaume-uni, a déclaré qu'avant l'émergence d'outils tels qu'alphafold, même le la structure protéique de toute la famille des virus a été très lente. la recherche et la comparaison sont difficiles à réaliser avec les méthodes traditionnelles.

un article récent publié par grove et son équipe dans nature a utilisé la puissance de grands modèles pour révéler l'histoire évolutive de la famille des flaviviridae à travers la structure des glycoprotéines.

adresse papier : https://www.nature.com/articles/s41586-024-07899-8

les flavivirus comprennent le virus de l'hépatite c, le virus de la dengue et le virus zika, ainsi que certains agents pathogènes animaux majeurs, ainsi que des espèces susceptibles de constituer de nouvelles menaces pour la santé humaine.

comment les virus pénètrent dans les cellules

depuis la généralisation de la vaccination, l’hépatite c est devenue une maladie infectieuse que l’on connaît moins bien, mais ce virus provoque encore des centaines de milliers de décès chaque année.

si nous voulons développer un vaccin contre l’hépatite c plus efficace, nous devons comprendre sur quelles protéines le flavivirus s’appuie pour pénétrer dans les cellules (y compris les glycoprotéines). ces protéines déterminent également les hôtes que le virus peut infecter.

si vous les étudiez et les comparez uniquement au niveau de la séquence, vous constaterez que les protéines de chaque virus sont si différentes qu’il est difficile de trouver des liens significatifs. mais si nous utilisons la fonction de prédiction de la structure des protéines des grands modèles biologiques, ce problème sera facilement résolu.

les chercheurs ont utilisé le modèle alphafold 2 de deepmind et l'outil de prédiction de structure esmfold développé par meta pour générer plus de 33 000 structures prédites pour 458 protéines de flavivirus.

prédiction structurelle de la glycoprotéine du virus de l'hépatite c

la raison pour laquelle les modèles alphafold et esmfold sont utilisés est due à une différence essentielle entre les deux.

l'entrée d'alphafold dépend de plusieurs séquences de protéines similaires, mais esmfold est différent. il s'agit d'un « modèle de langage protéique » formé sur des dizaines de millions de séquences protéiques. il ne peut accepter que des séquences retardées en entrée, il est donc très approprié. -analyse approfondie de ces virus les plus « mystérieux ».

les prédictions de ces structures ont conduit les chercheurs à découvrir des connexions inattendues. certains parents apparemment sans lien de parenté avec les flavivirus peuvent également utiliser des protéines similaires comme « clés » pour pénétrer dans les cellules.

par exemple, le système d’infection cellulaire utilisé par l’hépatite c est très similaire à celui des pestivirus, notamment de la peste porcine plus classique et d’autres pathogènes animaux.

les outils auxiliaires de l'ia peuvent également nous dire que le « système d'entrée » utilisé par l'hépatite c et les pestivirus est très différent des autres virus. grove a également du mal à expliquer cela : "pour l'hépatite c et ses proches, nous ne savons pas d'où vient leur système d'entrée. il se peut que ces virus aient été inventés il y a longtemps."

obtenez des protéines « piratées » provenant de bactéries

en plus des pestivirus, la structure prédite a également aidé les flavivirus à trouver deux « parents » : le virus zika et le virus de la dengue. leurs protéines d'entrée semblent avoir la même origine. de plus, les flavivirus semblent les « voler » aux bactéries et les revendiquent. comme si c'était le sien.

prédire la structure des protéines du virus de la dengue à l'aide de colabfold – alpahfold2

auparavant, l'équipe de mary petrone, virologue à l'université de sydney, avait également découvert un comportement de « vol » similaire chez un étrange flavivirus.

"le vol de gènes pourrait avoir joué un rôle plus déterminant dans l'évolution des flavivirus qu'on ne le pensait auparavant", a-t-elle déclaré.

david moi, biologiste informatique à l'université de lausanne en suisse, souligne également que la recherche sur les flavivirus n'est que la pointe de l'iceberg si l'on considère le potentiel inexploité des outils assistés par l'ia.

avec l’aide de l’intelligence artificielle, l’histoire évolutive d’autres virus et même de nombreux organismes cellulaires pourrait être réécrite.

"nous allons raconter leurs histoires avec une nouvelle génération d'outils. maintenant que nous pouvons voir plus loin, l'histoire évolutive de tous ces organismes doit être mise à jour."

parmi les nombreux mystères non résolus des sciences de la vie, l’énorme énergie dégagée par l’ia nous permet d’entrevoir l’aube des réponses, et nous fait également attendre avec impatience le jour où l’histoire sera réécrite.