Découvrir des médicaments à l’aide de l’apprentissage machine

Une illustration en couleur montre des protéines dans des dizaines de formes, de tailles et de couleurs, sur un fond blanc.
Toutes les protéines ont une texture granuleuse, mais c’est la seule chose qu’elles ont en commun.
A gauche se trouvent de longues structures minces qui ressemblent à des fils bleus et violets torsadés. À côté, il y a des amas de ce qui ressemble à de la chapelure orange dispersée. Entre ceux-ci, il y a un enchevêtrement d’épais brins rouges. En dessous se trouve une sphère rose avec un motif qui ressemble à des fleurs floues. À droite se trouve quelque chose qui ressemble à un tube creux gris autour duquel des brins de différentes couleurs sont enroulés en amas. À droite, il y a des amas bleus et violets en forme de triangles, de carrés, d’anneaux et de flocons de neige. Au centre se trouve une bande épaisse qui ressemble à un damier sarcelle et violet. À côté, il y a deux brins épais et grumeleux torsadés bleu sarcelle et violet. À droite, il y a un épais brin grumeleux et rouge, torsadé à une extrémité. Totalement à droite se trouve ce qui ressemble à une longue vigne brune avec des amas verts sur sa longueur. Entre les deux, il y a des amas de petite et moyenne taille et de différentes formes. Leur couleur va du violet et rouge au violet et bleu sarcelle.

Une illustration en couleur montre des protéines pendant les quatre étapes du repliement.
Le titre « Repliement d’une protéine » apparaît en caractères gras dans le haut au centre. En dessous se trouvent quatre petites illustrations comportant des descriptions.
La première illustration montre un mince brin noir avec des points espacés aux couleurs vives, comme des perles dans un collier. Les perles sont étiquetées « Acide aminé », et les brins entre elles sont étiquetés « Liaison peptidique ». La description se lit comme suit : « Structure primaire : La séquence linéaire des acides aminés forme une chaîne. »
Dans la deuxième illustration, les perles colorées sont maintenant espacées sur deux nouvelles surfaces. La première est un ruban bleu vif, enroulé en spirale. Elle est étiquetée « Hélice alpha ». La seconde est une longue feuille bleu pâle avec une flèche pointant vers le haut. Elle semble pliée comme un accordéon. Elle est étiquetée « Feuillet plissé bêta ». La description en dessous se lit comme suit : « Structure secondaire : De courts segments de la chaîne forment des structures 3D qui comprennent des hélices alpha et des feuillets bêta. »
Dans la troisième illustration, une spirale bleu vif et deux feuillets bleu pâle comme ceux de l’image précédente sont empilés, l’un sur les deux autres, à l’intérieur de ce qui ressemble à un nuage blanc floconneux. De minces brins noirs relient les extrémités de chaque feuillet, ainsi que de la spirale. La description se lit comme suit : « Structure tertiaire : La chaîne entière adopte sa forme 3D lorsque les segments se replient les uns à côté des autres. »
Dans la quatrième illustration, deux piles de feuillets et de spirales sont assemblées côte à côte dans un nuage blanc plus grand. La description se lit comme suit : « Structure quaternaire : Souvent plus d’une chaîne se réunissent pour former une structure protéique finale. »

Une illustration en couleur montre les étapes impliquées dans deux approches différentes de la découverte de protéines médicaments.

Le titre « Découverte de protéines médicaments » apparaît en caractères gras dans le haut. En dessous, l’illustration est divisée en deux sections.

La section de gauche est intitulée : « L’approche classique ». En commençant par le haut, la première illustration est une meule de foin étiquetée « Molécules à tester ». Une flèche verte pointe vers le bas jusqu’à trois éprouvettes remplies de liquide rouge. Ceux-ci sont étiquetés « Expériences en laboratoire humide ». Une autre flèche verte pointe vers le bas jusqu’à l’illustration finale, une unique aiguille à coudre. Celle-ci est étiquetée « Conception finale du médicament ».

La section de droite est intitulée : « L’approche générative : Dites à un modèle calculatoire ce que vous souhaitez et laissez-le proposer des conceptions à tester. » Autour de ce titre, un diagramme de forme ovale comporte des illustrations jointes par des flèches bleues.
Dans le haut de l’ovale se trouve une illustration d’une planchette à pince et d’un stylo. Celle-ci est étiquetée « Spécifications (liste de souhaits) ». À droite de celle-ci, une flèche pointe plus bas vers une illustration qui ressemble à deux toiles d’araignée reliées par des engrenages. Celle-ci est étiquetée « Modèle calculatoire ». L’étape suivante présente une illustration de trois aiguilles à coudre. Celle-ci est étiquetée « Conceptions de médicaments candidats ». Viennent ensuite trois éprouvettes de liquide rouge étiquetées « Expériences en laboratoire humide ». L’illustration finale est une unique aiguille à coudre. Celle-ci est étiquetée « Conception finale du médicament ». En haut de celle-ci, une flèche rejoint la première illustration.

Un rendu informatique en couleur montre des molécules de protéines à la membrane d’une cellule nerveuse.

Étirée horizontalement à travers l’illustration se trouve une épaisse couche de brins dorés serrés les uns contre les autres avec de petits amas mauve violacé le long des surfaces supérieure et inférieure. Celle-ci représente la couche de phospholipides d’une cellule. Au-dessus de cette couche, de petits groupes d’amas dorés flottent sur un fond bleu pâle. Ceux-ci représentent de petites protéines. Plus bas, deux grandes piles d’amas violets reposent sur la surface horizontale. Celles-ci représentent de plus grandes protéines incrustées dans la couche de phospholipides. En dessous de la couche, d’autres groupes d’amas violets flottent sur un fond bleu foncé, près de la surface horizontale inférieure. Ils représentent des protéines flottantes. Au centre de l’image, quelques amas dorés et quelques amas violets se sont joints à travers la couche horizontale. Ceux-ci représentent des protéines se liant ensemble dans la membrane (protéines transmembranaires).