Mais, je ne veux pas m'étendre sur ce sujet aujourd'hui. Parlons plutôt science. J'écris ce billet de la Barbade où je participe à un atelier qui réunit des mathématiciens, physiciens, biochimistes, chimistes et informaticiens intéressés par l'étude de la flexibilité des protéines. Le problème est le suivant : les protéines sont à la base de la vie. L'acide désoxyribonucléique (ADN), la célèbre « double hélice », qui encode la séquence (composition) des diverses protéines, sert seulement de moule. Un moule important, toutefois, car il permet de fabriquer les protéines, les véritables machines qui assurent l'assemblage des cellules, le transport d'énergie, etc.  Pour comprendre le fonctionnement des cellules, on doit donc comprendre le rôle de chaque protéine et leur interaction avec leur environnement.

A priori, les protéines ont l'air toutes simples. Elles ressemblent à des spaghettis formés par l'assemblage, dans un ordre bien défini, d'acides aminés. Ceux-ci sont de petites molécules qui existent en 20 différents modèles. Une fois assemblé, le long spaghetti va se replier et adopter une forme définie par la séquence des acides aminés. C'est là que les choses se gâtent.  La forme repliée de la protéine (appelée structure native) détermine complètement le rôle de la protéine dans les organismes.  Or, si on connaît la séquence de plusieurs centaines de milliers de protéines (le corps humain compte environ 250 000 protéines), on ne connaît la structure que de quelques milliers de protéines, car cela peut exiger plusieurs mois de travail pour obtenir la structure d'une seule protéine!

Le problème est donc le suivant : si on connaît la séquence d'une protéine, peut-on prédire sa structure -- et donc sa fonction? Jusqu'à présent, la réponse est « parfois oui, mais généralement non ».  Pire, dans plusieurs cas, la protéine adopte plusieurs positions autour de sa structure de base, dite « structure native ».  On doit donc aussi être capable de décrire toutes ces positions, car celles-ci peuvent correspondre à différentes fonctions.

Or, le mouvement des protéines autour d'une position donnée est similaire au mouvement d'un bras de robot, par exemple. Les mêmes méthodes peuvent donc s'appliquer aux deux problèmes. Dans leur représentation la plus abstraite, on rejoint des questions géométriques qui sont étudiées présentement par des mathématiciens.  Aussi étonnant que cela puisse paraître, il n'existe pas de méthode actuellement qui permette de décrire efficacement, mathématiquement ou par ordinateur, les mouvements d'une protéine de taille moyenne autour de sa position d'équilibre. Les méthodes précises les plus efficaces (dynamique moléculaire) exigent plusieurs semaines de calcul en utilisant entre 200 et 500 processeurs!

Nous faisons des progrès, toutefois. Et cet atelier, en permettant des discussions détaillées et approfondies entre les disciplines ce qui devrait mener à des échanges de techniques qui pourraient s'avérer très utiles.

À suivre, évidemment.