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L’intelligence artificielle débloque les profondeurs du génome du cannabis

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Le séquençage des génomes est un moyen de comprendre les maladies et de développer des médicaments

L’ADN est la pierre angulaire de la vie organique sur notre planète. Un réseau complexe de données qui fait encore l’objet d’études constantes, les scientifiques voient le potentiel médical et commercial de débloquer les génomes complets de différentes espèces, y compris le cannabis.

Un génome est l’ensemble complet de l’ADN d’un organisme et, selon la US National Library of Medicine, contient toutes les informations nécessaires pour construire et maintenir cette vie, qu’elle soit végétale ou animale.

“Le génome est le code que nous avons dans notre ADN unique dans chaque cellule de notre corps. Il est composé de la moitié du code de notre mère et de la moitié du code de notre père. Et c’est également vrai pour les plantes et les animaux”, a déclaré le Dr Gil Ronen, cartographe professionnel du génome.

Ronen est président et cofondateur de NRGene, une société israélienne spécialisée dans le séquençage des génomes des plantes et des animaux pour les industries utilisant l’intelligence artificielle. L’entreprise a réussi à résoudre les séquences de génomes pour le blé, le seigle, l’avoine et beaucoup plus que d’autres auparavant.

Selon lui, tous les codes ADN sont une très longue chaîne de produits chimiques, composée de quatre éléments chimiques différents représentés par les lettres A (adénine), G (guanine), C (cytosine) et T (thymine). Un génome complet fait des centaines de millions de ces lettres.

“C’est le livre de la vie, tout ce que nous faisons est encodé dans ce très grand livre.”

Le séquençage d’un génome d’ADN complet n’est pas une mince affaire. Même le génome humain, selon Ronen, n’a pas été complètement séquencé : malgré les milliards de dollars dépensés.

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L’élimination de ces lacunes est un élément clé de la compréhension de la génétique de toute espèce. Et si le séquençage des génomes humains individuels est un moyen de comprendre les maladies humaines et de développer des médicaments, les aspects commerciaux des génomes végétaux vont encore plus loin. Selon un article de synthèse publié dans la revue botanique Applications in Plant Science, les génomes végétaux entiers peuvent être utilisés pour ” l’étude des questions fondamentales de l’évolution et de l’écologie ” et pour mieux comprendre ” la diversité génomique des écotypes, des isolats géographiques et des espèces associées “.

Le rôle de l’intelligence artificielle

Le processus de séquençage s’est considérablement amélioré au fil du temps à mesure que la technologie progresse. Heureusement, “c’est très compliqué à faire mais ce n’est pas si compliqué à expliquer”, dit Ronen.

La technique la plus courante consiste à placer l’extrait chimique des cellules dans une machine qui crache une partie incomplète du code ADN sous la forme des lettres AGCT. Certaines machines offrent 100 lettres et d’autres, très sophistiquées, peuvent donner jusqu’à 100 000 lettres.

“C’est en très petits morceaux et il faut le construire jusqu’au bout sans l’image, donc on ne sait pas à quoi ça ressemble “, dit Ronen. “Vous n’avez pas une pièce pour chaque endroit du génome, vous avez des centaines de pièces qui se chevauchent. C’est comme si tu avais un mélange de 200 puzzles différents.

Les différents morceaux de code se chevauchent mais ne sont pas identiques. De puissants systèmes d’intelligence artificielle sont utilisés pour assembler parfaitement les pièces.

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Lorsqu’il s’agit du cannabis, les choses peuvent être délicates puisque la plante elle-même est complexe d’un point de vue génétique.

“Les gènes du cannabis sont les clés qui codent la chose qui produit les différents cannabinoïdes. Tous ces cannabinoïdes portent des cartes dont les gènes qui sont responsables de la production dans la fleur.”

Selon Ronen, si un cultivateur de cannabis veut que ses cultures favorisent un cannabinoïde particulier (comme le THC ou le CBD), il doit identifier les gènes qui doivent se combiner en autant de gènes fonctionnels qui sont responsables de la production de la substance. Savoir de quels gènes la plante a besoin pour produire le cannabinoïde désiré, et s’assurer qu’ils fonctionnent aussi bien que possible, peut aider les producteurs à obtenir les meilleurs résultats de qualité de leurs plantes.

Un génome complet aide les producteurs à mieux comprendre leurs plantes et à planifier en conséquence. Les méthodes de cultures traditionnelles peuvent prendre jusqu’à deux ou trois fois plus de temps, selon Ronen.

“Vous voulez trouver votre progéniture avec le plus grand nombre de gènes fonctionnels qui produisent du THC “, dit-il.

En plus de la puissance, un tableau génomique complet peut aider à diffuser des caractères commercialement attrayants comme la résistance à la moisissure ou aux champignons, des problèmes graves pour tout type d’agriculture.

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