Dans deux articles publiés dans Nature Biotechnology, Lennart Martens, chercheur affilié au VIB et à l'UGent, propose une solution ingénieuse pour analyser l'immense volume de données protéiques : un simple jeu sur smartphone.
Les protéines : piliers essentiels de notre corps
Les protéines abondent dans notre organisme. Elles extraient l'énergie des aliments, structurent les cellules et transportent des substances vitales. Pourtant, de nombreuses protéines restent un mystère pour la science. Dans deux articles de Nature Biotechnology, Lennart Martens, affilié au VIB et à l'UGent, présente une approche novatrice pour traiter cette montagne de données protéiques à l'aide d'un jeu mobile accessible à tous.
En 2003, à Cambridge, Martens a lancé la base de données PRIDE (PReomics IDentifications). Ces dernières années, elle s'est enrichie de millions de spectres issus de spectrométrie de masse sur les protéines. Ces spectres représentent des peptides – fragments de protéines – que les ordinateurs analysent pour les relier à des protéines connues. « L'analyse actuelle des spectres est relativement simple », explique Martens. « Un logiciel compare les spectres à une base de protéines référencées, comme une reconnaissance de formes similaire à la recherche d'empreintes digitales dans une base policière. »
Une étape cruciale suit : le logiciel attribue des scores de similarité, mais ne distingue pas le correct de l'incorrect. C'est là qu'intervient PeptideShaker, un outil gratuit téléchargeable (fichier ZIP). Il se connecte à PRIDE, liste les données publiques avec leurs métadonnées, et permet de télécharger et réanalyser des ensembles de données sur votre ordinateur.
Dans une analyse standard, seuls 20 % des dizaines de milliers de spectres sont identifiés. Les 80 % restants posent problème : certains sont de mauvaise qualité, d'autres correspondent à des protéines inconnues ou chimiquement modifiées (par des sucres ou graisses, altérant leur 'empreinte'). « Nous ignorons l'existence de certaines protéines et leur apparence spectrale, rendant les correspondances impossibles », note Martens.
PRIDE recèle environ 700 millions de spectres, dont la moitié publique, mais 80 % non identifiés. Ces données pourraient révéler des découvertes majeures. Les chercheurs souhaitent examiner manuellement ces spectres pour décoder la structure protéique. Tâche ardue en raison de leur complexité. Les algorithmes 'de novo' peinent ; l'idée de Martens ? Sélectionner les spectres de qualité et les confier à un jeu mobilisant l'intuition humaine.
Construire des maisons pour décoder les protéines
Ce concept a donné naissance à un jeu en développement, gratuit et bientôt disponible. Les joueurs urbanisent une rue virtuelle avec des bâtiments représentant des acides aminés. Un spectre est un graphique de pics (masses sur x, intensité sur y). Les distances entre pics définissent les terrains ; les bâtiments (acides aminés de largeurs variées) doivent s'y imbriquer parfaitement. La hauteur, liée à l'intensité (faible, moyenne, haute), maximise le score, comme à Hong Kong.
En arrière-plan, un logiciel affine la solution du joueur via des calculs, boostant même les scores modestes. Ainsi, chaque partie contribue à l'analyse protéique.
Martens ignore le nombre de joueurs et les découvertes attendues. « C'est exaltant : ces 80 % sont inconnus par définition. Avec tant de données (humaines, végétales, bactériennes...), nous pourrons approfondir notre protèome et des pathologies comme la tuberculose ou le paludisme. » Preuve que les jeux mobiles servent la science !
Plus de science citoyenne : https://eosscience.eu/citizenscience
[]