Pendant des décennies, les scientifiques ont eu du mal à comprendre les vastes portions de l’ADN humain qui ne codent pas pour des protéines. Ces régions non codantes, qui représentent 98 % de notre génome, ont été qualifiées de « matière noire génétique », leur fonction demeurant en grande partie mystérieuse malgré leur rôle crucial dans la régulation de l’expression des gènes.
Le nouveau modèle AlphaGenome de Google DeepMind, lancé le 25 juin 2025, représente une percée majeure dans le déchiffrage de cette énigme génomique. Ce modèle d’IA peut analyser des séquences d’ADN allant jusqu’à un million de paires de bases et prédire, avec une précision inégalée, des milliers de propriétés moléculaires, dont les niveaux d’expression génique, les patrons d’épissage de l’ARN et les effets des mutations génétiques.
« Pour la première fois, nous avons un modèle unique qui unifie le contexte à longue portée, la précision au niveau de la base et des performances à la fine pointe pour toute une gamme de tâches génomiques », explique le Dr Caleb Lareau du Memorial Sloan Kettering Cancer Center, qui a eu un accès précoce à la technologie.
AlphaGenome a surpassé les modèles spécialisés dans 22 des 24 tests de prédiction de séquences et a égalé ou dépassé les autres dans 24 des 26 tâches d’évaluation des effets des variantes. Son architecture combine des réseaux neuronaux convolutionnels pour détecter les motifs locaux dans les séquences et des transformeurs pour modéliser les interactions à longue distance, le tout entraîné sur des ensembles de données multi-omiques riches provenant de consortiums publics.
Le modèle a déjà démontré des applications concrètes en recherche sur le cancer. Dans une étude préliminaire, des chercheurs ont utilisé AlphaGenome pour prédire avec succès comment certaines mutations activent le gène TAL1, associé au cancer, dans la leucémie aiguë lymphoblastique à cellules T, reproduisant ainsi un mécanisme pathologique déjà connu.
Bien qu’AlphaGenome soit actuellement accessible via une API uniquement pour la recherche non commerciale et présente certaines limites — il a de la difficulté avec les interactions d’ADN très éloignées et n’est pas validé pour un usage clinique —, son potentiel pour la médecine génomique est considérable. En aidant les chercheurs à comprendre comment les variantes non codantes contribuent aux maladies, du cancer aux troubles génétiques rares, AlphaGenome pourrait accélérer le développement de nouveaux traitements et, éventuellement, transformer la médecine personnalisée.