Demis Hassabis (à gauche) et John Jumper (à droite) de DeepMind ont développé AlphaFold, une IA capable de prédire la structure des protéines.Crédit : Prix de la percée
Les chercheurs à l’origine du système d’intelligence artificielle (IA) AlphaFold ont remporté l’un des prix révolutionnaires de 3 millions de dollars américains de cette année, les prix les plus lucratifs de la science. Demis Hassabis et John Jumper, tous deux de DeepMind à Londres, ont été reconnus pour avoir créé l’outil qui a prédit les structures 3D de presque toutes les protéines connues sur la planète.
“Peu de découvertes modifient un domaine aussi radicalement, aussi rapidement”, déclare Mohammed AlQuraishi, biologiste informatique à l’Université de Columbia à New York. “Cela a vraiment changé la pratique de la biologie structurale, à la fois computationnelle et expérimentale.”
Le prix était l’un des cinq Breakthrough Awards, décernés pour des réalisations en sciences de la vie, en physique et en mathématiques, annoncés le 22 septembre.
IA primée
AlphaFold est né du succès d’AlphaGo de DeepMind. C’est l’IA qui a battu en 2016 Lee Sedol, un maître du jeu de stratégie Go, à Séoul. “C’était le summum de l’IA de jeu, mais cela n’a jamais été censé être une fin en soi”, déclare Hassabis. “Je voulais construire l’IA pour accélérer la découverte scientifique.” Le lendemain de son retour de Séoul, l’équipe s’est tournée vers le repliement des protéines.
Le système a fait sensation en novembre 2020 en remportant le concours biennal CASP (Critical Evaluation of Structure Prediction), devançant 100 autres logiciels. Une ancienne version d’AlphaFold a gagné en 2018, mais pas de manière convaincante, obligeant l’équipe à revenir à la planche à dessin. “Avec l’apprentissage automatique, il s’agit de trouver le bon équilibre entre l’architecture, les contraintes imposées par la science sous-jacente connue et les données”, explique Jumper.
Quelle est la prochaine étape pour AlphaFold et la révolution du pliage des protéines de l’IA ?
Depuis que DeepMind a publié une version open source d’AlphaFold en juillet 20211, plus d’un demi-million de chercheurs ont utilisé le système d’apprentissage automatique, générant des milliers d’articles. En juillet de cette année, DeepMind a publié 200 millions de structures protéiques prédites à partir de séquences d’acides aminés. Jusqu’à présent, les données ont été exploitées pour résoudre des problèmes allant de la résistance aux antibiotiques à la résilience des cultures.
“C’est une percée, non seulement parce qu’ils ont développé l’algorithme, mais parce qu’ils l’ont rendu disponible et ont fourni toutes ces structures”, déclare Christine Orengo, biologiste informatique à l’University College London. Il ajoute que cette réalisation a été rendue possible grâce à une grande quantité de données sur les séquences de protéines collectées par la communauté mondiale.
Hassabis dit qu’il a été “stupéfait” d’apprendre qu’il avait remporté un Breakthrough Award, et Jumper dit qu’il “ne pouvait pas croire qu’il était sérieux”. Hassabis prévoit de reverser une partie de ses bénéfices à des programmes éducatifs visant à accroître la diversité, ainsi qu’à des initiatives de soutien aux écoles du Népal rural.
La science du sommeil et des systèmes cellulaires
Un autre prix révolutionnaire en sciences de la vie a été décerné conjointement aux scientifiques du sommeil Masashi Yanagisawa de l’Université de Tsukuba, au Japon, et à Emmanuel Mignot de l’Université de Stanford à Palo Alto, en Californie, pour avoir découvert indépendamment que la narcolepsie est causée par une déficience de la substance chimique du cerveau. orexine.
Les deux chercheurs sont des “géants dans le domaine” qui ont permis de diagnostiquer définitivement la maladie, explique Birgitte Rahbek Kornum, neurophysiologiste à l’Université de Copenhague. «La narcolepsie affecte gravement la qualité de vie, et cela a permis aux patients de savoir exactement ce qui n’allait pas, plutôt que de se faire dire de« se ressaisir et de rester éveillé », dit-elle. Les résultats ont également conduit au développement de traitements médicamenteux actuellement en cours d’essais cliniques.
Les percées COVID remportent des prix de percée de 3 millions de dollars américains
Yanagisawa dit qu’il est “profondément honoré” par le prix et prévoit d’utiliser l’argent pour créer une dotation pour financer la recherche. “Un soutien stable aux jeunes scientifiques pour effectuer des travaux d’exploration au Japon est problématique”, dit-il, notant que sa propre découverte n’a été possible que parce qu’il était libre de “partir en ‘expédition de pêche’ sans garantie de succès”.
Clifford Brangwynne de l’Université de Princeton dans le New Jersey et Anthony Hyman de l’Institut Max Planck de biologie cellulaire moléculaire et de génétique à Dresde, en Allemagne, partagent un troisième prix des sciences de la vie pour avoir découvert un mécanisme par lequel le contenu des cellules peut s’organiser en se ségrégeant en gouttelettes .
pionniers quantiques
Cette année, le Breakthrough Prize in Fundamental Physics est partagé entre quatre fondateurs du domaine de l’information quantique : Peter Shor du Massachusetts Institute of Technology de Cambridge ; David Deutsch de l’Université d’Oxford, Royaume-Uni ; Charles Bennett d’IBM à Yorktown, New York ; et Gilles Brassard de l’Université de Montréal au Québec. Ses recherches ont jeté les bases du développement d’ordinateurs et de communications ultra-sécurisés qui pourraient un jour surpasser les machines standard dans certaines tâches.
« J’ai été très surpris d’apprendre que j’avais reçu le prix », déclare Shor. “Il y a tellement de choses que d’autres ont faites.” Dans les années 1990, Shor a développé le premier algorithme quantique potentiellement utile, qui pourrait un jour permettre aux ordinateurs quantiques de décomposer rapidement de grands nombres en leurs facteurs premiers.deux. Cela soulève la possibilité de déchiffrer les codes de cryptage utilisés pour protéger une grande partie du trafic Internet d’aujourd’hui, qui sont basés sur de grands nombres premiers. “Ce résultat massif a montré que les ordinateurs quantiques étaient plus qu’une simple curiosité académique”, déclare Nikita Gourianov, physicien quantique à l’Université d’Oxford.
Le Breakthrough Prize in Mathematics est décerné à Daniel Spielman, mathématicien à l’Université de Yale à New Haven, Connecticut. Spielman a été reconnu pour ses multiples percées, notamment le développement de codes de correction d’erreurs pour filtrer le bruit dans les émissions de télévision haute définition.
Les Breakthrough Awards ont été fondés en 2012 par Yuri Milner, un milliardaire russo-israélien. Ils sont maintenant parrainés par Milner et d’autres entrepreneurs Internet, dont Mark Zuckerberg, PDG de Meta (anciennement Facebook).