L’éditeur d’IA débloque le potentiel microbien pour les produits chimiques et carburants renouvelables

Dans une avancée révolutionnaire vers le bioingénierie durable, des chercheurs de l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ont exploité la puissance de l’intelligence artificielle pour développer un éditeur d’IA afin de révolutionner l’édition de génomes. L’équipe a utilisé CRISPR Cas9, un outil puissant de bioingénierie, et l’a combiné avec un éditeur d’IA innovant pour modifier génétiquement les microbes, ouvrant la voie aux produits chimiques et carburants renouvelables.

Cette percée scientifique promet non seulement un avenir plus vert, mais adresse également les défis de l’édition de précision, empêchant les « fautes de frappe » coûteuses dans le code génétique d’un organisme, comme rapporté par Interesting Engineering.

Comment l’éditeur d’IA transforme-t-il les génomes des microbes ?

CRISPR, acronyme de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, a été un changement de jeu dans la modification des codes génétiques. Pourtant, son efficacité a été limitée aux cellules mammifères et aux mouches des fruits, laissant les microbes largement inchangés. Pour combler ce fossé, les scientifiques de l’ORNL ont développé un modèle d’intelligence artificielle nommé forêt aléatoire itérative. Entraîné sur un jeu de données comportant 50 000 ARN guides ciblant le génome de la bactérie E. coli, l’éditeur d’IA décrypte les mécanismes moléculaires sous-jacents à l’efficacité de l’ARN guide.

Erica Prates, biologiste des systèmes computationnels à l’ORNL, a souligné l’importance de cette approche, déclarant que le modèle a joué un rôle crucial dans l’identification d’indices sur les mécanismes moléculaires derrière l’efficacité des ARN guides. Ce processus a résulté en la génération d’une bibliothèque complète d’informations moléculaires, fournissant des informations précieuses pour améliorer l’efficacité de la technologie CRISPR.

Contrairement à d’autres éditeurs d’IA, ce programme se vante d’une conception explicable, atténuant le problème notoire de la boîte noire associé aux systèmes d’IA complexes. Les modèles améliorés de CRISPR Cas9 permettent un lien précis entre les gènes et les traits physiques, facilitant la modification des génomes de microbes pour des plantes de biomasse à énergie renouvelable améliorées et la fermentation bactérienne de la biomasse. Carrie Eckert, responsable du groupe de biologie synthétique à l’Oak Ridge National Laboratory, a souligné les avancées réalisées grâce à leurs recherches, exprimant que l’équipe a considérablement amélioré leurs prédictions d’ARN guide. Elle a en outre suggéré que les implications de cette recherche s’étendent à l’échelle humaine, en particulier dans le domaine du développement de médicaments.

Applications similaires de l’IA dans la recherche médicale

Le potentiel transformateur de l’IA s’étend au-delà de la bioénergie alors que les entreprises explorent des applications innovantes dans la recherche médicale. Insilico Medicine, par exemple, a atteint une milestone en créant le premier médicament entièrement généré par l’IA au monde, INS018_055, pour traiter la fibrose pulmonaire idiopathique. En tirant parti de son système Pharma.AI, l’entreprise a identifié des cibles virales, conçu de nouveaux composés médicamenteux et prédit les taux de succès des essais cliniques, atteignant un succès sans précédent chez les candidats médicaments précliniques.

LabGenius, une autre entreprise pionnière, a utilisé l’intelligence artificielle pour rationaliser la production d’anticorps. Leur programme d’IA accélère considérablement le processus en explorant rapidement des millions de combinaisons d’anticorps. Le système apprend des résultats expérimentaux, surpassant l’efficacité humaine dans la conception et la production d’anticorps. Cette approche non seulement accélère le développement, mais améliore également la probabilité de générer des résultats supérieurs.

L’éditeur d’IA développé par l’Oak Ridge National Laboratory représente un bond significatif en avant dans le bioingénierie durable. En améliorant les outils d’édition de génome CRISPR Cas9 avec un modèle d’IA, les scientifiques ont débloqué le potentiel d’exploiter l’énergie renouvelable à partir de micro-organismes. Cette percée améliore non seulement l’efficacité de l’édition de génome pour les plantes de biomasse à énergie renouvelable, mais promet également de faire progresser le développement de médicaments. Alors que les chercheurs de l’ORNL continuent d’affiner leur outil avec des données provenant d’autres expériences de laboratoire et d’espèces microbiennes, on ne peut s’empêcher de se demander : quelles autres applications révolutionnaires les éditeurs d’IA dévoileront-ils dans le domaine du bioingénierie et au-delà ?