L’intelligence artificielle franchit une nouvelle étape dans la conception du vivant. Des chercheurs sont parvenus à générer des génomes complets de virus à l’aide d’un modèle d’IA, puis à démontrer expérimentalement que certains d’entre eux étaient fonctionnels.
Les travaux portent sur des bactériophages, des virus dont les cibles sont des bactéries et non des cellules humaines. Sur 285 modèles sélectionnés pour être testés, 16 ont donné naissance à des phages fonctionnels capables de se multiplier dans les souches bactériennes prévues.
Cette démonstration marque un changement d’échelle pour l’intelligence artificielle appliquée à la biologie. Les modèles génératifs avaient déjà montré leur capacité à travailler sur des éléments biologiques plus limités. Les chercheurs ont cette fois obtenu la conception d’un génome viral complet comportant plusieurs gènes devant fonctionner ensemble.
Au cœur de ces travaux figure Evo 2, un modèle développé avec la participation de chercheurs d’Arc Institute, de Stanford et d’autres institutions. Le système a été entraîné à partir d’un vaste ensemble de données génomiques couvrant différents domaines du vivant. Arc Institute indique qu’Evo 2 a été entraîné sur environ 9.000 milliards de paires de bases d’ADN.
Pour évaluer ses capacités de conception, les scientifiques se sont concentrés sur des bactériophages apparentés à ΦX174. Après une phase de sélection et d’expérimentation, 16 des 285 conceptions évaluées ont fonctionné. Elles ont pu se propager et freiner la croissance des bactéries ciblées sans produire le même effet sur les souches non concernées par leur cible.
Les chercheurs ont également constaté que les génomes obtenus ne constituaient pas de simples reproductions de virus déjà connus. Les phages fonctionnels présentaient de nombreuses variations par rapport aux génomes naturels auxquels ils étaient les plus proches.
Cette capacité à générer un ensemble génétique fonctionnel ouvre de nouvelles perspectives pour la biologie de synthèse. Arc Institute évoque notamment à plus long terme des applications potentielles autour des bactériophages, étudiés pour leur capacité à cibler certaines bactéries.
Les scientifiques insistent parallèlement sur les enjeux de sécurité qui accompagnent ces progrès. Les virus infectant les cellules eucaryotes ont volontairement été exclus des données utilisées pour entraîner Evo 2. Selon Arc Institute, ce choix réduit fortement les capacités du modèle concernant les virus susceptibles d’infecter l’être humain.
Les résultats ne signifient donc pas qu’une intelligence artificielle a créé un nouveau virus pathogène pour l’être humain. Ils montrent en revanche qu’un modèle génératif peut désormais contribuer à concevoir le génome complet d’un bactériophage avant que sa fonctionnalité soit vérifiée expérimentalement.
Pour les chercheurs, cette démonstration constitue une preuve de concept. Elle illustre le passage progressif de modèles capables d’analyser et de prédire les propriétés de séquences génétiques à des systèmes capables également de proposer de nouvelles architectures biologiques fonctionnelles.
