1
00:00:00,982 --> 00:00:05,071
Je vais vous parler des machines
les plus incroyables au monde

2
00:00:05,071 --> 00:00:07,396
et de ce que nous pouvons en faire.

3
00:00:07,396 --> 00:00:08,579
Les protéines,

4
00:00:08,579 --> 00:00:10,693
que vous voyez dans cette cellule,

5
00:00:10,863 --> 00:00:14,963
remplissent l'essentiel
des fonctions majeures de notre organisme.

6
00:00:14,973 --> 00:00:16,851
Elles assimilent notre nourriture,

7
00:00:16,875 --> 00:00:18,581
elles contractent nos muscles

8
00:00:18,605 --> 00:00:20,182
elles font marcher nos neurones

9
00:00:20,206 --> 00:00:22,402
et alimentent notre système immunitaire.

10
00:00:22,402 --> 00:00:24,376
Tous les phénomènes biologiques –

11
00:00:24,400 --> 00:00:25,551
presque tous –

12
00:00:25,575 --> 00:00:27,237
sont créés par les protéines.

13
00:00:27,698 --> 00:00:32,326
Les protéines sont des chaînes linéaires
de composants appelés acides aminés.

14
00:00:32,366 --> 00:00:35,599
La nature utilise un alphabet
de 20 acides aminés,

15
00:00:35,623 --> 00:00:38,078
dont certains noms
vous sont peut-être familiers.

16
00:00:38,921 --> 00:00:42,463
Sur cette image à l'échelle,
chaque boule est un atome.

17
00:00:43,351 --> 00:00:47,949
Les forces chimiques entre acides aminées
créent ces longues molécules filiformes

18
00:00:48,019 --> 00:00:51,480
qui se replient en des structures
tridimensionnelles sans pareil.

19
00:00:51,937 --> 00:00:53,277
Le phénomène de repliement,

20
00:00:53,301 --> 00:00:54,735
qui peut sembler aléatoire,

21
00:00:54,759 --> 00:00:56,722
est en fait très précis.

22
00:00:56,746 --> 00:01:01,143
Chaque protéine se replie à chaque fois
dans sa forme caractéristique

23
00:01:01,167 --> 00:01:04,665
et le phénomène de repliement
prend tout juste une fraction de seconde.

24
00:01:06,029 --> 00:01:07,873
C'est la forme des protéines

25
00:01:07,897 --> 00:01:12,077
qui leur permet de développer
leurs remarquables fonctions biologiques.

26
00:01:12,520 --> 00:01:13,671
Par exemple,

27
00:01:13,695 --> 00:01:17,203
l'hémoglobine a une forme
idéalement adaptée aux poumons

28
00:01:17,227 --> 00:01:19,214
pour transporter une molécule d'oxygène.

29
00:01:19,499 --> 00:01:21,651
Quand l'hémoglobine
se déplace vers le muscle,

30
00:01:21,675 --> 00:01:23,607
sa forme change légèrement

31
00:01:23,631 --> 00:01:25,822
et l'oxygène ressort.

32
00:01:27,494 --> 00:01:28,860
Les formes des protéines

33
00:01:28,884 --> 00:01:31,097
et donc leurs remarquables fonctions,

34
00:01:31,121 --> 00:01:37,051
sont entièrement décrites dans la séquence
d'acides aminés de la chaîne de protéines.

35
00:01:37,331 --> 00:01:41,272
Sur cette image, les lettres du dessus
représentent chacune un acide aminé.

36
00:01:42,860 --> 00:01:44,697
D'où viennent ces séquences ?

37
00:01:45,586 --> 00:01:50,410
Les gènes dans votre génome déterminent
les séquences d'acides aminés

38
00:01:50,434 --> 00:01:51,832
de vos protéines.

39
00:01:51,856 --> 00:01:55,594
Chaque gène code la séquence
d'acides aminés d'une seule protéine.

40
00:01:57,515 --> 00:02:01,317
La traduction entre
ces séquences d'acides aminés

41
00:02:01,341 --> 00:02:03,799
et les structures et
fonctions des protéines

42
00:02:03,823 --> 00:02:06,400
est appelé le problème
de repliement des protéines.

43
00:02:06,439 --> 00:02:07,984
C'est un problème très complexe

44
00:02:08,008 --> 00:02:11,188
car une protéine peut adopter
tellement de formes différentes.

45
00:02:12,073 --> 00:02:13,718
En raison de cette complexité,

46
00:02:13,742 --> 00:02:17,119
les humains n'ont pu exploiter
le potentiel des protéines

47
00:02:17,119 --> 00:02:20,265
qu'en apportant d'infimes changements
aux séquences d'acides aminés

48
00:02:20,265 --> 00:02:22,366
des protéines à l'état naturel.

49
00:02:22,835 --> 00:02:26,637
C'est similaire au procédé utilisé
par nos ancêtres de l'âge de pierre

50
00:02:26,717 --> 00:02:30,020
pour fabriquer les outils
en bois et en pierre

51
00:02:30,100 --> 00:02:32,333
que nous avons trouvés
dans le monde entier.

52
00:02:33,226 --> 00:02:38,250
Mais les humains n'ont pas appris
à voler en modifiant des oiseaux.

53
00:02:38,790 --> 00:02:40,807
(Rires)

54
00:02:40,831 --> 00:02:47,075
Grâce aux oiseaux, les scientifiques ont
découvert les principes aérodynamiques.

55
00:02:47,165 --> 00:02:52,135
Les ingénieurs les ont ensuite utilisés
pour concevoir des machines volantes.

56
00:02:52,195 --> 00:02:53,440
De la même manière,

57
00:02:53,464 --> 00:02:55,406
nous travaillons depuis plusieurs années

58
00:02:55,426 --> 00:02:58,693
pour découvrir les principes fondamentaux
du repliement des protéines

59
00:02:58,723 --> 00:03:02,782
et intégrer ces principes dans Rosetta,
un programme informatique.

60
00:03:03,742 --> 00:03:06,255
Nous avons beaucoup avancé
ces dernières années.

61
00:03:07,029 --> 00:03:12,356
Nous pouvons désormais concevoir des
protéines à partir de zéro sur ordinateur.

62
00:03:12,396 --> 00:03:15,224
Une fois la nouvelle protéine créée,

63
00:03:15,224 --> 00:03:19,145
nous codons sa séquence d'acides aminés
dans un gène synthétique.

64
00:03:19,656 --> 00:03:21,504
Nous devons créer un gène synthétique

65
00:03:21,544 --> 00:03:23,843
car, comme la protéine est
complétement nouvelle,

66
00:03:23,863 --> 00:03:28,605
aucun gène d'un organisme existant
ne peut le coder.

67
00:03:29,697 --> 00:03:33,884
Nos progrès dans la compréhension
du repliement des protéines

68
00:03:33,908 --> 00:03:35,630
et dans la façon de les concevoir,

69
00:03:35,654 --> 00:03:39,282
associés à la diminution du coût
de la synthèse de gènes

70
00:03:39,306 --> 00:03:42,805
et à l'augmentation de la puissance
de calcul selon la loi de Moore,

71
00:03:42,829 --> 00:03:47,565
nous permettent désormais de concevoir
des milliers de nouvelles protéines,

72
00:03:47,589 --> 00:03:49,928
avec de nouvelles formes,
de nouvelles fonctions,

73
00:03:49,952 --> 00:03:51,465
par ordinateur,

74
00:03:51,489 --> 00:03:55,404
et de coder chacune d'elles
dans un gène synthétique.

75
00:03:56,248 --> 00:03:58,486
Une fois que nous avons
ces gènes synthétiques,

76
00:03:58,486 --> 00:04:00,205
nous les mettons dans des bactéries

77
00:04:00,205 --> 00:04:03,684
pour les programmer afin de fabriquer
ces toutes nouvelles protéines.

78
00:04:03,684 --> 00:04:05,270
On extrait ensuite les protéines

79
00:04:05,294 --> 00:04:08,730
et on voit si elles fonctionnent
comme nous les avons conçues

80
00:04:08,754 --> 00:04:10,405
et si elles sont sûres.

81
00:04:11,777 --> 00:04:14,392
C'est super de pouvoir
produire de nouvelles protéines,

82
00:04:14,392 --> 00:04:16,852
car malgré la diversité de la nature,

83
00:04:16,876 --> 00:04:23,240
l'évolution n'a montré qu'une infime part
de toutes les protéines possibles.

84
00:04:23,572 --> 00:04:27,067
Je vous ai dit que la nature utilise
un alphabet de 20 acides aminés,

85
00:04:27,091 --> 00:04:31,560
une protéine type est une chaîne
d'une centaine d'acides aminés,

86
00:04:31,564 --> 00:04:37,116
le nombre total de possibilités est donc
20 fois 20 fois 20, multiplié par 100,

87
00:04:37,140 --> 00:04:40,957
ce qui est un nombre de l'ordre
de 10 à la puissance 130

88
00:04:40,981 --> 00:04:44,793
C'est énormément plus
que le nombre total de protéines

89
00:04:44,817 --> 00:04:47,773
qui ont existé depuis
le début de la vie sur Terre.

90
00:04:47,990 --> 00:04:50,681
C'est cet espace incroyablement grand

91
00:04:50,705 --> 00:04:55,521
que nous pouvons désormais explorer grâce
à la conception informatique de protéines.

92
00:04:55,747 --> 00:04:58,136
Les protéines qui existent sur Terre

93
00:04:58,136 --> 00:05:02,655
ont évolué pour répondre aux problèmes
rencontrés par l'évolution naturelle.

94
00:05:02,705 --> 00:05:05,058
Par exemple, en répliquant le génome.

95
00:05:06,018 --> 00:05:08,442
Mais nous rencontrons
de nouveaux défis aujourd'hui.

96
00:05:08,442 --> 00:05:11,393
Nous vivons plus vieux,
de nouvelles maladies sont importantes.

97
00:05:11,393 --> 00:05:13,442
Nous réchauffons et polluons la planète,

98
00:05:13,442 --> 00:05:16,994
nous faisons donc face à
une multitude de défis écologiques.

99
00:05:17,757 --> 00:05:19,805
Si on pouvait attendre
un million d'années,

100
00:05:19,805 --> 00:05:23,507
de nouvelles protéines pourraient évoluer
pour répondre à ces défis.

101
00:05:23,787 --> 00:05:26,416
Mais on ne peut pas attendre
des millions d'années.

102
00:05:26,488 --> 00:05:29,359
A la place, grâce à la conception
informatique de protéines,

103
00:05:29,383 --> 00:05:33,822
on peut concevoir de nouvelles protéines
pour relever ces défis dès aujourd'hui.

104
00:05:35,693 --> 00:05:40,143
Notre idée audacieuse est de faire sortir
la biologie de l'âge de pierre

105
00:05:40,167 --> 00:05:43,402
grâce à la révolution technologique
dans la conception des protéines.

106
00:05:44,023 --> 00:05:46,977
On a déjà montré qu'on pouvait
concevoir de nouvelles protéines

107
00:05:47,001 --> 00:05:49,174
avec de nouvelles formes et fonctions.

108
00:05:49,174 --> 00:05:53,482
Par exemple, les vaccins agissent
en stimulant le système immunitaire

109
00:05:53,506 --> 00:05:57,008
pour qu'il réagisse fortement
contre un agent pathogène.

110
00:05:57,698 --> 00:05:59,249
Pour créer de meilleurs vaccins,

111
00:05:59,273 --> 00:06:01,575
nous avons conçu
des particules de protéines

112
00:06:01,599 --> 00:06:05,186
auxquelles nous pouvons fusionner
des protéines d'agents pathogènes,

113
00:06:05,210 --> 00:06:09,544
comme cette protéine bleue ici,
du virus respiratoire syncytial ou VRS.

114
00:06:10,071 --> 00:06:11,861
Pour fabriquer des vaccins potentiels

115
00:06:11,885 --> 00:06:15,548
qui grouillent littéralement
de protéines virales,

116
00:06:15,572 --> 00:06:18,142
nous constatons que ces vaccins potentiels

117
00:06:18,166 --> 00:06:21,468
produisent une réponse immunitaire
beaucoup plus forte au virus

118
00:06:21,492 --> 00:06:24,603
que tous les vaccins qui ont été
testés jusqu'à présent.

119
00:06:24,648 --> 00:06:28,722
C'est important car le VRS est
actuellement l'une des principales causes

120
00:06:28,762 --> 00:06:31,461
de la mortalité infantile dans le monde.

121
00:06:32,414 --> 00:06:36,377
On a aussi conçu de nouvelles protéines
pour décomposer le gluten dans l'estomac

122
00:06:36,401 --> 00:06:37,998
pour la maladie cœliaque

123
00:06:38,022 --> 00:06:43,268
et d'autres protéines pour stimuler
le système immunitaire face au cancer.

124
00:06:43,338 --> 00:06:47,727
Ces avancées sont le début de la
révolution de la conception des protéines.

125
00:06:48,780 --> 00:06:52,040
Nous avons été inspirés par
une précédente révolution technologique :

126
00:06:52,064 --> 00:06:53,409
la révolution numérique,

127
00:06:53,433 --> 00:06:58,558
qui a pris place en grande partie grâce
aux progrès réalisés au même endroit,

128
00:06:58,582 --> 00:06:59,854
les laboratoires Bell.

129
00:07:00,337 --> 00:07:03,661
Les laboratoires Bell avaient
un environnement ouvert, collaboratif

130
00:07:03,661 --> 00:07:06,948
et ont été en mesure d'attirer
les meilleurs talents du monde entier.

131
00:07:07,418 --> 00:07:10,860
Ce qui a conduit à
une remarquable série d'innovations –

132
00:07:10,884 --> 00:07:15,075
le transistor, le laser,
la communication par satellite

133
00:07:15,099 --> 00:07:16,825
et les bases d'Internet.

134
00:07:17,761 --> 00:07:22,056
Nous voulons bâtir les laboratoires Bell
de la conception de protéines.

135
00:07:22,076 --> 00:07:25,591
Nous cherchons à attirer des scientifiques
talentueux du monde entier

136
00:07:25,615 --> 00:07:28,550
pour accélérer la révolution
de la conception de protéines

137
00:07:28,574 --> 00:07:32,662
et nous nous concentrerons
sur cinq grands défis.

138
00:07:34,136 --> 00:07:39,733
Premièrement, en prenant des souches
de grippe du monde entier

139
00:07:39,757 --> 00:07:43,311
et en les plaçant sur
des particules de protéines conçues

140
00:07:43,335 --> 00:07:45,002
comme je vous ai montré plus tôt,

141
00:07:45,002 --> 00:07:48,440
nous avons l'intention de fabriquer
un vaccin universel contre la grippe,

142
00:07:48,440 --> 00:07:52,391
dont une injection donne
une protection à vie contre la grippe.

143
00:07:53,356 --> 00:07:54,968
La capacité de concevoir –

144
00:07:54,992 --> 00:08:00,216
(Applaudissements)

145
00:08:00,240 --> 00:08:03,308
La capacité de concevoir
de nouveaux vaccins par ordinateur

146
00:08:03,332 --> 00:08:08,640
est importante à la fois pour se protéger
des épidémies naturelles de grippe

147
00:08:08,664 --> 00:08:12,144
et également contre
des actes intentionnels de bioterrorisme.

148
00:08:13,182 --> 00:08:16,562
Deuxièmement, nous allons bien au-delà
de l'alphabet limité de la nature

149
00:08:16,586 --> 00:08:18,297
de seulement 20 acides aminés

150
00:08:18,321 --> 00:08:23,040
pour concevoir de nouveaux traitements
à des maladies comme la douleur chronique,

151
00:08:23,080 --> 00:08:25,711
en utilisant un alphabet
de milliers d'acides aminés.

152
00:08:26,602 --> 00:08:30,415
Troisièmement, nous construisons
des vecteurs avancés d'administration

153
00:08:30,439 --> 00:08:34,603
pour cibler les médicaments vers
leur destination précise dans le corps.

154
00:08:35,226 --> 00:08:37,875
Par exemple, la chimiothérapie
sur une tumeur

155
00:08:37,899 --> 00:08:42,202
ou les thérapies géniques des tissus là où
la réparation de l'ADN doit avoir lieu.

156
00:08:43,000 --> 00:08:49,536
Quatrièmement, nous créons des thérapies
intelligentes s'adaptant dans le corps

157
00:08:49,556 --> 00:08:51,794
pour aller bien au-delà
des traitements actuels,

158
00:08:51,794 --> 00:08:54,058
qui sont vraiment des outils émoussés.

159
00:08:54,082 --> 00:08:58,431
Par exemple, pour cibler un petit
sous-ensemble de cellules immunitaires

160
00:08:58,455 --> 00:09:00,536
responsables d'une maladie auto-immune,

161
00:09:00,560 --> 00:09:04,128
et pour le distinguer de la vaste majorité
des cellules immunitaires saines.

162
00:09:04,899 --> 00:09:08,311
Enfin, inspirés par
de remarquables matériaux biologiques

163
00:09:08,335 --> 00:09:13,443
comme la soie, la coquille d'ormeau,
la dent et bien d'autres,

164
00:09:13,467 --> 00:09:16,351
nous concevons de nouveaux matériaux
à base de protéines

165
00:09:16,375 --> 00:09:20,538
afin de relever les défis
énergétiques et écologiques.

166
00:09:21,558 --> 00:09:24,403
Pour accomplir tout cela,
nous développons notre institut.

167
00:09:24,768 --> 00:09:30,367
Nous souhaitons attirer des scientifiques
dynamiques, talentueux et variés

168
00:09:30,391 --> 00:09:33,471
du monde entier,
à toutes les étapes de leur carrière,

169
00:09:33,495 --> 00:09:35,025
pour qu'ils nous rejoignent.

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00:09:35,064 --> 00:09:38,607
Vous pouvez aussi participer à la
révolution de la conception des protéines

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00:09:38,631 --> 00:09:42,375
grâce à Foldit, notre jeu de pliage
et de conception en ligne.

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00:09:43,214 --> 00:09:47,065
Ainsi qu'à travers Rosetta@home,
notre projet informatique distribué,

173
00:09:47,089 --> 00:09:50,820
que vous pouvez rejoindre depuis
un ordinateur ou un smartphone Android.

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00:09:52,547 --> 00:09:56,906
Améliorer le monde grâce à la conception
de protéines est l’œuvre de ma vie.

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00:09:56,906 --> 00:09:59,664
Je suis si impatient de
ce que nous pouvons faire ensemble.

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00:09:59,664 --> 00:10:01,523
J'espère que vous vous joindrez à nous

177
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et je vous remercie.

178
00:10:02,715 --> 00:10:05,374
(Applaudissements et acclamations)