Une équipe de l'Académie chinoise des sciences utilise l'IA pour concevoir des récepteurs immunitaires végétaux avec un taux de réussite proche de 20 %

fr.wedoany.com Rapport : L'équipe de Gao Caixia de l'Institut de génétique et de biologie du développement de l'Académie chinoise des sciences a réussi à concevoir de toutes pièces, à l'aide de l'intelligence artificielle, des récepteurs immunitaires synthétiques fonctionnels chez les plantes.

Dans le système immunitaire naturel des plantes, les récepteurs immunitaires NLR agissent comme des « sentinelles », activant la défense après avoir reconnu des protéines spécifiques de bactéries ou de virus. Cependant, le nombre de récepteurs naturels est limité, la structure de leurs modules de reconnaissance est complexe et difficile à modifier, et la mutation rapide des agents pathogènes peut entraîner une perte de résistance. L'équipe de Gao Caixia s'est concentrée sur une classe de récepteurs NLR contenant un domaine leurre intégré, dont le module de reconnaissance est de petite taille, fonctionnellement indépendant et peut être remplacé et assemblé.

L'équipe a d'abord utilisé l'IA pour prédire la structure tridimensionnelle des protéines pathogènes, puis a conçu de toutes pièces, via l'outil BindCraft, des protéines de liaison capables de se lier étroitement aux protéines pathogènes. Enfin, ce module de reconnaissance artificiel a été inséré dans le squelette du récepteur immunitaire du riz pour construire une sentinelle immunitaire synthétique. En prenant la protéine de capside du virus Y de la pomme de terre comme cible, 11 des 48 récepteurs immunitaires synthétiques conçus ont pu reconnaître et activer avec précision l'immunité. Par la suite, 391 récepteurs ont été conçus contre des protéines pathogènes de divers virus, bactéries, champignons et oomycètes, dont 71 ont réussi à activer l'immunité, soit un taux de réussite proche de 20 %.

Certaines versions initiales conçues par l'IA présentaient une activité immunitaire insuffisante ou des problèmes d'auto-activation. Pour y remédier, l'équipe a introduit un système d'évolution dirigée in planta, optimisant les récepteurs immunitaires synthétiques dans les cellules végétales pour améliorer leur activité et réduire le niveau d'auto-activation, formant ainsi un processus de développement complet « conception — construction — test — évolution ».

Les relecteurs ont évalué cette étude comme une avancée majeure dans le domaine de l'ingénierie de l'immunité végétale, jetant les bases du développement d'une résistance durable et à large spectre aux maladies.

Gao Caixia a indiqué que ce travail marque un changement de paradigme dans la conception des récepteurs immunitaires végétaux, passant de la « découverte par exploration naturelle » à la « conception artificielle de précision », faisant ainsi passer la sélection pour la résistance aux maladies de l'« utilisation de la nature » à la « création ciblée ».