Bien que la technologie à elle seule n'ait pas évolué aussi rapidement que nous le voulions, nous sommes maintenant à un carrefour où nous devons explorer la convergence de la technologie. Comment ce qui se passe en robotique est-il déterminé par ce qui se passe dans le domaine de l'impression 3D? Que peut-on réaliser en appliquant les dernières avancées de l'informatique quantique à la nanotechnologie? Parmi toutes ces lignes, il y a une intersection particulièrement curieuse: l'intelligence artificielle et la génomique. Chacun de ces domaines progresse régulièrement, mais Jamie Metzel estime que c'est leur convergence qui nous rapprochera des territoires inexplorés dont nous rêvions de lire la science-fiction. «Le bras de fer commencera, et ce sera une compétition entre les réalités de notre biologie, avec ses limites intrinsèques et la portée de nos aspirations», dit-il.
Metzel est senior fellow au Atlantic Council. La semaine dernière, il a parlé de ses réflexions sur la génomique et l'IA, et où leur convergence nous mènera.
La vie à laquelle nous sommes habitués
Metzel explique que la génomique en tant que domaine a évolué lentement - mais a rapidement pris de l'ampleur. En 1953, James Watson et Francis Crick ont identifié la structure de la double hélice d'ADN et se sont rendu compte que l'ordre des paires de bases contient un trésor d'informations génétiques. C'était le livre de la vie, nous l'avons trouvé.
En 2003, lorsque le projet du génome humain a été achevé (après 13 ans et 2,7 milliards de dollars dépensés), nous avons appris que le génome est composé de 3 milliards de paires de bases et de la localisation de gènes spécifiques sur nos chromosomes. Le Livre de la Vie n'existait pas seulement - il pouvait être lu.
Quinze ans plus tard - en 2018 - nous maîtrisons déjà les compétences pour éditer avec précision les gènes des plantes, des animaux et des humains. Tout change rapidement et nous pousse vers de nouvelles frontières. Oubliez de lire le livre de la vie - nous apprenons à l'écrire.
«Lire, écrire et pirater - il est évident que les êtres humains ne sont qu’une autre forme de technologie de l’information, et tout comme notre technologie de l’information est entrée dans une courbe exponentielle de découverte, nous entrerons nous-mêmes», dit Metzel. "Et cela croise la révolution de l'IA."
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Science de la vie et apprentissage automatique
En 2016, le programme AlphaGo de DeepMind a battu le meilleur joueur de go au monde. En 2017, AlphaGo Zero est apparu: contrairement à AlphaGo, AlphaGo Zero n'a pas appris des jeux de go précédents, mais a simplement appris les règles du jeu de go - et a battu le programme AlphaGo en quatre jours.
Notre propre biologie est certainement beaucoup plus complexe que le jeu de Go, et c'est par là qu'il faut commencer. "Le système de notre propre biologie que nous essayons de comprendre est massif, mais surtout compréhensible."
Prenez l'ensemble standard de règles de notre biologie, les données du génome - et, à la fin, vous pouvez même surpasser la nature elle-même.
De nombreux pays commencent déjà à produire de telles données. Le British National Health Service a récemment annoncé un plan pour séquencer les génomes de cinq millions de Britanniques au cours des cinq prochaines années. Aux États-Unis, le programme de recherche All of Us séquestre un million d'Américains. La Chine est encore plus agressive dans le séquençage de sa population et a pour objectif de séquencer la moitié de tous les nouveau-nés d'ici 2020.
«Nous aurons d'énormes pools de données génomiques séquencées», déclare Metzel. "La vraie découverte viendra de la comparaison des génomes séquencés des personnes avec leurs dossiers médicaux électroniques, et finalement avec leurs dossiers de vie."
Amener les gens à partager volontairement leurs données est une autre affaire. Mais c'est là que l'absence de solides protections de la vie privée en Chine peut être un avantage significatif.
Pour comparer génotypes et phénotypes à grande échelle - d'abord des millions, puis des centaines de millions, puis des milliards - selon Metzel, nous aurons besoin d'outils d'intelligence artificielle et d'analyse de big data, ainsi que d'algorithmes bien supérieurs à ceux que nous connaissons. Ces outils nous permettront de passer de la médecine de précision à la médecine prédictive, afin que nous sachions exactement où et quand différentes maladies sont prêtes à se manifester et que nous arrêtons leur apparition.
Mais lorsque nous débloquerons notre propre génétique, ce ne sera pas seulement et pas tant la santé. En fin de compte, il s'agit de qui et de ce que nous sommes - les gens. C'est une question d'identité.
Enfants de créateurs et leurs enfants
Selon Metzel, l'application la plus sérieuse de nos connaissances génomiques sera dans la sélection d'embryons.
Actuellement, les procédures de fécondation in vitro (FIV) vous permettent d'extraire environ 15 ovules, de les féconder, puis de réaliser des tests génétiques avant l'implantation; pour le moment, vous pouvez découvrir à quoi ressemblent les maladies associées à une mutation d'un gène et des caractéristiques simples comme la couleur des cheveux ou des yeux. Lorsque nous arrivons à des millions, puis à des milliards, de personnes avec des génomes séquencés, nous avons un aperçu du fonctionnement de la génétique à grande échelle et pouvons faire des choix plus éclairés.
Imaginez visiter une clinique de fertilité en 2023. Vous donnez un morceau de peau ou un échantillon de sang, et grâce à l'utilisation de la gamétogenèse in vitro (IVG), votre peau ou vos cellules sanguines deviennent des ovules ou des spermatozoïdes, même si vous êtes stérile, qui peuvent ensuite être combinés en embryons. Des dizaines de centaines d'embryons créés à partir de gamètes artificiels donnent plusieurs cellules, après quoi ces cellules sont séquencées. Les séquences de gènes vous renseignent sur la probabilité de certains traits et maladies. «Lorsque la base génétique est partout, nous serons en mesure de comprendre avec un niveau de précision toujours plus élevé à quel point un enfant grandira en bonne santé.»
Cela, à son avis, peut conduire à des conséquences sauvages et effrayantes: si vous prenez 1000 œufs et en choisissez un avec les séquences génétiques optimales, vous pouvez alors «marier» votre embryon avec quelqu'un d'autre qui a fait des choses similaires sur une lignée génétique différente. «Votre embryon âgé de 5 jours et l'embryon extraterrestre âgé de 5 jours auront un bébé dans le processus IVG», dit Metzel. "Ensuite, ce bébé aura un bébé avec un autre embryon de cinq jours d'une autre lignée génétique, et vous pouvez continuer encore et encore."
Cela semble fou, n'est-ce pas? Mais attendez, ce n'est pas tout. Comme Jason Pontin l'a déclaré à Wired cette année, «les technologies d'édition de gènes comme CRISPR-Cas9 faciliteront la réparation, l'ajout ou la suppression de gènes pendant la GIV, éliminant la maladie ou apportant des améliorations qui se répercutent sur le génome d'un enfant. Tout cela peut ressembler à de la science-fiction, mais pour ceux qui suivent la recherche, la combinaison de l'édition de gènes et de l'IVG semble être plus qu'une simple probabilité - un développement inévitable."
Tout ce qui est fou est simple
Après avoir marché sur la pente glissante de l'édition génique et de l'accouplement d'embryons, nous nous lancerons dans une course dystopique pour créer l'humain parfait. Si quelqu'un consacre tant de temps et d'efforts à la sélection de ses embryons, demande Metzel, comment va-t-il choisir un partenaire de mariage pour ses enfants? IVG lui permettra d'accélérer l'évolution.
«Nous devons tous participer à un dialogue mondial inclusif, intégré sur l'avenir de notre espèce», déclare Metzel. "Les professionnels de la santé seront des nœuds importants à cet égard." Dernier point mais non des moindres, ce dialogue peut soulever la question de l'accès à des technologies telles que l'IVG; Devrions-nous prendre des mesures pour que l'IVG ne passe pas d'un outil pour une minorité riche à un outil pour une minorité encore plus riche et plus minoritaire, faisant ainsi basculer les inégalités et polarisant davantage la société?
Comme le note Pontin, il y a 40 ans, la GIV a également causé la peur, la confusion et la résistance - et aujourd'hui la fécondation in vitro est aussi normale et répandue que les millions de bébés en bonne santé créés à l'aide de cette technologie.
Ilya Khel