Phylogénétique : quand Tetris rencontre un arbre généalogique

4. mai 2012
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Les êtres humains comprennent des modèles complexes, parfois mieux qu’un supercalculateur. C’est cette aptitude que les chercheurs ont récemment utilisée dans la recherche de maladies - avec un jeu pour ordinateur.

Il y a 10 ans, le projet du génome humain publia la première ébauche du génome humain. Le plan de l’homme se compose de trois milliards de paires de bases. Pendant des années, les scientifiques passèrent au crible cet ensemble de données pour trouver des gènes et des séquences qui sont impliquées dans la pathogenèse de la maladie. Il permet également une comparaison directe avec les génomes d’autres espèces comme la souris ou les singes. De cette façon, on peut trouver quels sont les secteurs qui ont évolué en dernier. Si des séquences d’ADN n’ont pas changé depuis des millions d’années, elles sont susceptibles d’être particulièrement importantes. Des mutations qui décalent des paires de bases ou créent des lacunes dans ces zones pourraient alors être la cause de maladies ou d’anomalies dangereuses.

La pensée humaine fonctionne différemment des logiciels

Jusqu’à présent, la plupart du temps, l’ordinateur, avec l’aide d’algorithmes et de programmes, réalise la partie principale du travail de comparaison entre les espèces. Mais ces méthodes de comparaison sont loin de permettre l’obtention de résultats précis. Les écarts aux règles et les combinaisons complexes sont très difficiles à conceptualiser pour les ordinateurs.

Par contre, la psyché humaine travaille en utilisant d’autres techniques. Là où les ordinateurs se battent avec leur performance et sont limités par la génération d’algorithmes sophistiqués, l’homme, avec l’aide de l’intelligence visuelle, est parfaitement préparé à reconnaître des schémas et des relations complexes. Cette qualité est également désormais employée par les scientifiques. Les chercheurs qui travaillent avec le bio-informaticien Jérôme Waldispühl de l’Université McGill à Montréal ont développé un jeu qui aide à résoudre les problèmes majeurs de la génétique comparée en quelques clics de souris.

Avoir des connaissances en biologie n’est pas nécessaire pour utiliser Phylo : « Les joueurs n’ont pas besoin de connaître la génétique pour participer», explique le co-auteur de l’étude, Mathieu Blanchette. « Il s’agit d’un jeu pur. » Les petits carrés de quatre couleurs différentes doivent être positionnés sur une ligne horizontale de sorte qu’ils présentent le plus grand nombre de similitudes possibles avec la série sous-jacente. À chaque niveau, une nouvelle ligne est ajoutée avec de nouveaux carrés, ce qui rend la combinaison de plus en plus difficile à réaliser. Les blocs de couleur représentent les blocs de construction du matériel génétique, les bases adénine, guanine, cytosine et thymine. Par ailleurs, chaque ligne représente les différentes espèces. Ainsi, les joueurs font concorder les séquences du génome de différentes espèces. Les chercheurs recueillent dans une base de données les résultats des meilleurs joueurs, puis les modifient à l’aide de leurs ordinateurs et d’algorithmes spéciaux supplémentaires.

Des résultats 70 pour cent plus précis

Le jeu, un mélange de Tetris et d’un Rubik’s cube a maintenant des milliers d’adeptes. Dans la revue PLoS One, les scientifiques expliquent ainsi qu’en seulement sept mois, 12 252 personnes se sont inscrit et environ 3000 jouent régulièrement et avec succès. La méthode Phylo atteint des résultats jusqu’à 70 pour cent plus précis que ceux des calculs informatiques seuls.

Ce n’est pas la première fois que les scientifiques comptent sur l’intelligence commune. Alors que Phylo concerne la comparaison de l’ADN, le jeu en ligne Foldit se consacre, depuis 2008, à calculer la structure tridimensionnelle des protéines. Dans la revue Nature Structural & Molecular Biology, le biochimiste David Baker de l’Université de Washington à Seattle et ses collègues rapportèrent l’an dernier qu’avec Foldit, et deux équipes de joueurs, ils résolurent en seulement trois semaines la structure d’une enzyme du virus simiesque Mason-Pfizer, un virus du même type que le VIH, que des chercheurs trituraient depuis 15 ans. La forme spatiale de la protéine doit maintenant aider à développer de nouveaux médicaments contre le sida.

Un des premiers projets dans lequel les citoyens ordinaires et les scientifiques amateurs ont participé ensemble a été Galaxy Zoo. Les utilisateurs d’Internet évaluaient des images obtenues au télescope pour l’astrophysicien américain Kevin Schawinski. Ils devaient évaluer si les galaxies étaient de forme sphérique ou en forme de spirale. Le logiciel de reconnaissance d’image de Schawinski échoua à plusieurs reprises dans cette tâche.

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1 commentaire:

L’ordinateur est un automate conçu par l’intelligence humaine pour effectuer des taches délicates et extrêmement minutieuses avec précision et à cadence élevée que l’homme par sa lenteur et sa fatigabilité ne peut faire.
L’ordinateur n’a pas d’intelligence, mais une mémoire à exécuter des programmes pour lesquels il est conçu. Si la programmation est moins bonne, il va de soi que la qualité de l’analyse rendue par l’ordinateur soit en deçà des attentes!
C’est toujours à l’homme de donner un sens au résultat renvoyé par l¿ordinateur.

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