En biologie, Google DeepMind continue de faire des avancées en lançant un outil révolutionnaire en intelligence artificielle - AlphaGenome. Ce nouveau modèle d'IA est capable de lire jusqu'à 1 million de bases d'ADN et de prédire précisément comment les mutations génétiques affectent la fonction moléculaire, marquant ainsi une grande percée dans la recherche biologique.
Décrypter le plan du vivant
Le génome est le plan du vivant, qui enregistre les instructions ADN de chaque cellule. Bien que la séquence du génome humain ait été achevée en 2003, nous avons vu pour la première fois l'ensemble de l'ADN, mais comment interpréter ces informations, notamment comment les petites variations de l'ADN affectent la santé et les maladies des organismes, est resté un défi dans le domaine de la biologie. L'apparition d'AlphaGenome change complètement cette situation.
Les fonctions principales d'AlphaGenome
AlphaGenome présente plusieurs caractéristiques notables :
- ** Lecture et prédiction efficaces ** : ce modèle peut traiter des séquences d'ADN allant jusqu'à 1 million de lettres de base et prédire avec précision des milliers de propriétés moléculaires liées à la régulation génétique, améliorant considérablement l'efficacité de la recherche.
- ** Capacité de prédiction multidimensionnelle ** : AlphaGenome ne se limite pas à la prédiction d'un seul gène, il peut simultanément prédire plusieurs aspects tels que les sites de début et de fin des gènes, la quantité d'ARN produite et les positions de la modification des gènes dans différents types cellulaires et tissus.
- ** Évaluation des effets des variations ** : ce modèle peut évaluer en une seconde l'impact des variations génétiques sur toutes sortes de propriétés moléculaires. En comparant les résultats de prédiction des séquences mutées avec ceux des séquences initiales, il peut rapidement quantifier l'effet des variations.
Architecture technique principale
Le succès d'AlphaGenome repose sur son architecture technique unique. Le modèle détecte d'abord les courts motifs dans la séquence du génome grâce aux couches de convolution, puis utilise l'architecture Transformer pour transmettre efficacement les informations. Pendant l'entraînement, la grande quantité de calculs est répartie sur plusieurs unités de traitement tensoriel (TPU) interconnectés, assurant ainsi une efficacité d'entraînement rapide.
Par rapport aux modèles précédents, AlphaGenome a atteint un équilibre optimal entre les longues séquences et la haute résolution, permettant aux scientifiques de capturer des détails biologiques plus subtils.
Ouvrir une nouvelle ère de la recherche biologique
Cinq ans après le lancement du modèle de prédiction des protéines AlphaFold, Google DeepMind relance à nouveau la recherche en génomique grâce à AlphaGenome. Demis Hassabis, lauréat du prix Nobel, a déclaré : « Dans les dix prochaines années, l'IA guérira toutes les maladies ». Aujourd'hui, la publication d'AlphaGenome pose les bases de cette vision ambitieuse, et il pourrait bientôt conduire à la découverte et au développement de nouvelles thérapies.
AlphaGenome n'est pas seulement une innovation technologique, mais aussi une révolution dans les méthodes de recherche biologique. Grâce à un simple appel API, les chercheurs peuvent obtenir rapidement des prédictions sur diverses dimensions de régulation, améliorant significativement l'efficacité et la précision de la recherche. La mise sur le marché de cet outil annonce l'arrivée d'une nouvelle ère de la recherche biologique.
Références :
https://deepmind.google/discover/blog/alphagenome-ai-for-better-understanding-the-genome/