Il N’a Fallu Qu’un an À John Jumper Pour Devenir Le Pilier De DeepMind. Sept Ans Après Avoir Obtenu Son Doctorat, Il a Remporté Le Prix Nobel Et a Ouvert Une Nouvelle Ère Dans Le Repliement Des Protéines.

« Je pensais que je n'avais que 10% de chances de gagner le prix Nobel de chimie. »John Jumper a souri lors d'une interview téléphonique après avoir appris la nouvelle du prix. Il y avait de l’humilité et de l’émotion dans son ton, et derrière cet honneur se trouvait la révolution scientifique apportée par AlphaFold2, qui a complètement changé la façon dont la structure des protéines est prédite.

Jusqu'à présent,Plus de 2 millions de personnes de 190 pays ont utilisé cet outil.Il accélère non seulement le développement de nouveaux médicaments et la recherche sur les maladies, mais fournit également un soutien sans précédent à l’exploration scientifique fondamentale, affectant profondément le développement futur des sciences de la vie.

Il convient de mentionner queJumper est également le plus jeune lauréat du prix Nobel de chimie depuis 70 ans.Cet honneur remarquable lui est venu seulement sept ans après l’obtention de son doctorat, démontrant ainsi son talent et sa force dans l’exploration scientifique.

Il convient de mentionner que Jumper a montré un vif intérêt pour la science depuis son adolescence. Ce « nerd » aux yeux de ses camarades de classe a en fait choisi la physique au départ. Ce n’est qu’en 2011 qu’il entre dans le domaine de la recherche en chimie et découvre peu à peu le charme de la recherche interdisciplinaire.

Devenir « l'enfant de quelqu'un d'autre », de l'Académie Pulaski à l'illumination académique

Le parcours académique de Jumper a commencé au Pulaski College à North Little Rock, Arkansas, États-Unis, un collège technique communautaire connu pour son programme flexible et ses styles d'apprentissage diversifiés. Le collège offre plus de 80 cours accrédités.Les étudiants peuvent organiser leurs cours selon leur propre emploi du temps.

Dans cet environnement hautement libre et dynamique, la curiosité et la soif de connaissances de Jumper ont été grandement stimulées. Au lycée, il était actif non seulement au sein du club de sciences et d’ingénierie, mais également dans le programme primé Model United Nations de la Pulaski Academy. Il était également actif dans le club d'échecs et jouait pour l'école dans l'équipe de football. On peut dire que la combinaison d’intérêts et de passe-temps dynamiques et statiques démontre également la capacité de travail en équipe et la pensée logique de Jumper.

Après être entré en dernière année, Jumper s'est davantage concentré sur ses études.Il a rejoint la première classe de thèse de fin d'études du professeur Bill Topich.Il a également écrit un article intitulé « Un modèle pour les États voyous », qui non seulement démontre sa profonde connaissance de la politique internationale, mais reflète également sa pensée indépendante dans la recherche universitaire.

Pendant ses études à la Pulaski Academy, Jumper a suivi tous les cours AP et honorifiques disponibles.Il a obtenu d’excellents résultats dans divers domaines, notamment la physique, la chimie, la biologie, les mathématiques et les sciences sociales.Il est rapidement devenu un excellent élève aux yeux de ses camarades de classe.

De la physique à la chimie, le voyage d'exploration interdisciplinaire de Jumper

Après avoir obtenu son diplôme de la Pulaski Academy, Jumper est entré à l'Université Vanderbilt aux États-Unis pour étudier la physique avec une passion pour la recherche scientifique. Lorsqu’il a obtenu son diplôme universitaire, il a fait un choix crucial : continuer à poursuivre son rêve académique. Avec le soutien de la bourse Marshall,Il est allé à l'Université de Cambridge en Angleterre pour étudier la physique théorique de la matière condensée.Il a obtenu avec succès son master en 2008.

Il est intéressant de noter que lorsque Jumper a commencé à préparer un doctorat en physique, il a découvert que ce n’était pas sa véritable passion. Il s'est donc résolument tourné vers un domaine totalement nouveau et a rejoint DE Shaw Research en tant qu'assistant scientifique.Il y mène des recherches sur la dynamique des protéines et les simulations de dynamique moléculaire des liquides ultra-froids.Ces trois années de travail lui ont non seulement permis de comprendre la valeur de la chimie et de la biologie, mais ont également suscité un vif intérêt pour ces domaines interdisciplinaires.

En 2011, Jumper est entré à l'Université de Chicago et a commencé à poursuivre une maîtrise en chimie théorique. Il a étudié jusqu'au doctorat et a finalement obtenu son doctorat en 2017.Sa thèse de fin d’études portait sur l’étude du repliement des protéines à l’aide de méthodes d’apprentissage automatique.Le titre est « Nouvelles méthodes utilisant un apprentissage automatique rigoureux pour le repliement et la dynamique des protéines à gros grains ».

Thèse de doctorat Jumper :
https://knowledge.uchicago.edu/record/229?v=pdf

Cependant, ce voyage interdisciplinaire ne s’est pas déroulé sans heurts. « Je ne savais rien de la chimie quand j’ai commencé, rien du tout », se souvient Jumper. « J'ai dû apprendre rapidement l'intégralité du cours et j'ai réussi à terminer le cours de chimie générale de premier cycle que j'enseignais en tant qu'assistant pendant une semaine avant la date prévue. » C’est peut-être cette persévérance et cette ténacité qui lui ont permis de réussir enfin la brillante transition de la physique à la chimie.

Au cours de ses études doctorales, Jumper a rejoint le laboratoire commun de ses mentors Tobin Sosnick et Karl Freed pour mener des recherches sur le repliement des protéines. La singularité de ce laboratoire réside dans la combinaison de la théorie et de l'expérimentation, qui réunit une équipe aux parcours multidisciplinaires pour explorer des problématiques interdisciplinaires en biologie, chimie et physique.

Grâce à cette expérience d’apprentissage, Jumper a profondément compris la valeur de la recherche interdisciplinaire. Il a dit franchement :« Vous en apprendrez davantage en discutant avec des experts de différents domaines, en comprenant leurs passions et leur façon de penser. »

AlphaFold devient l'épine dorsale de DeepMind et crée une légende dans l'industrie

Après avoir obtenu son doctorat, Jumper a travaillé comme chercheur postdoctoral dans le laboratoire du professeur Sosnick pendant 9 mois. Fin 2017, il rejoint Google DeepMind.C'est là que Jumper a trouvé sa véritable vocation : développer des modèles d'intelligence artificielle capables de prédire la structure des protéines. C'est ainsi qu'est né le projet AlphaFold.

Jumper a rappelé que lorsque AlphaFold a été conçu pour la première fois, l'équipe était composée de seulement 15 personnes. Lui et son équipe ont pour objectif de résoudre un problème vieux d’un siècle qui tourmente depuis longtemps la communauté scientifique : le repliement des protéines. Bien que l’hypothèse d’Anfinsen des années 1950 ait proposé que la séquence d’acides aminés d’une protéine contienne toutes les informations sur sa structure native, et que la structure native d’une protéine soit son état le plus stable thermodynamiquement, mettre cette théorie en pratique a toujours été un défi. Les méthodes expérimentales traditionnelles telles que la cristallographie aux rayons X et la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire sont précises mais coûteuses et prennent du temps. Jumper et son équipe savaient qu'avec la puissance de l'apprentissage automatique,Il est possible de réduire cette tâche complexe à la collision d’algorithmes et de données.

Un an après avoir rejoint DeepMind, Jumper est devenu le chef du projet AlphaFold en 2018, avec pour objectif de repenser le système avec une architecture complètement nouvelle. La même année, AlphaFold a fait ses débuts au 13e concours de prédiction de la structure des protéines (CASP13), se classant premier au concours de modélisation libre (FM). À cette époque, AlphaFold est devenu la nouvelle carte de visite de DeepMind après AlphaGo.Il s’agit également du premier article hautement coté soumis par Jumper.Pour prendre pied dans l’entreprise.

En 2020, Jumper a conduit AlphaFold2 à participer à nouveau au concours.Il a obtenu de brillants résultats dans CASP14, augmentant le score de prédiction de la structure des protéines CASP à 92,4 (sur 100 points).La différence entre la véritable structure de la protéine et sa structure réelle n'est que de la largeur d'un atome, ce qui résout un problème qui a intrigué les scientifiques pendant 50 ans. Pendant un certain temps, AlphaFold2 est devenu une étape importante dans le domaine de la prédiction de la structure des protéines, et Jumper, qui a commencé comme étudiant en physique, a continué à accroître son influence dans l'industrie.

En juillet 2021, des articles de recherche et des codes open source liés à AlphaFold2 ont été officiellement publiés dans Nature. Selon les responsables de Nature, AlphaFold2 a été utilisé par plus de 500 000 chercheurs depuis sa sortie, et des milliers d'articles ont été publiés sur cette base. En tant que premier auteur de l'article,Jumper a été classé par Nature comme l'une des « dix personnes les plus importantes de la science » de 2021.

En mai 2024, Jumper et son équipe ont lancé AlphaFold3, qui a été officiellement open source le 11 novembre. Bien que son influence ne soit pas aussi grande que celle de la génération précédente, il est plus polyvalent et ne se limite plus aux protéines. Il peut également être utilisé pour d’autres biopolymères et ligands de petites molécules, des modifications de polymères et des protéines et leurs structures complexes.

à l'heure actuelle,La base de données AlphaFold contient déjà des millions de structures protéiques.Il est devenu un outil important pour le développement de nouveaux médicaments à l’échelle mondiale, la recherche sur les maladies et les sciences de l’environnement.

Le halo s'estompe, et la foi scientifique de l'humilité et du dévouement

Pour leurs contributions révolutionnaires dans le domaine de la prédiction de la structure des protéines, Jumper et Demis Hassabis ont remporté de nombreux prix internationaux, notamment le prix Frontiers of Knowledge Award 2021 de la Fondation BBVA en biologie et biomédecine, le prix Wiley Biomedical Sciences Award 2022, le prix Breakthrough Prize in Life Sciences 2023, le prix Canada Gairdner International et le prix Albert Lasker de recherche médicale fondamentale.

2024 marque une étape importante dans la vie de Jumper.Non seulement il a été sélectionné comme l'une des 100 personnes les plus influentes dans le domaine de l'IA en 2024 par le magazine Time, mais en octobre de cette année, il a également remporté le prix Nobel de chimie avec Demis Hassabis et David Baker. En tant que plus jeune lauréat du prix Nobel de chimie depuis plus de 70 ans, Jumper est également le 100e lauréat du prix Nobel de l'Université de Chicago et le 19e lauréat du prix Nobel de chimie de l'histoire de l'université.

Face à cet honneur suprême, Jumper a conservé une attitude admirablement humble. Il a admis : « À ce moment-là, je pensais seulement avoir une chance de remporter le 10%. »

Un ensemble de données fournies par le comité d'organisation du prix Nobel souligne clairement l'impact considérable du travail de l'équipe Jumper : « Depuis 2020, plus de 2 millions de personnes dans 190 pays ont utilisé AlphaFold2. » À ce propos, Jumper a partagé ses réflexions lors d'une interview ultérieure : « Notre travail sur AlphaFold vise à accélérer les progrès en biologie. Je constate aujourd'hui que de nombreuses personnes ont obtenu des résultats révolutionnaires grâce à nos travaux. C'est très gratifiant de pouvoir les accompagner et de leur permettre d'aller plus loin. »

Derrière toute cette gloire se cache l’humilité et le dévouement constants de Jumper.

Le code qu’il a écrit pendant ses études doctorales est encore fréquemment utilisé aujourd’hui. Son mentor Sosnick a mentionné :« Jumper est très disposé à contribuer du temps et de la sagesse aux projets des autres.Pendant son séjour ici, il a collaboré à de nombreux articles, démontrant ainsi sa générosité d'esprit. » Son camarade étudiant a même déclaré franchement : « La première moitié de ma thèse de doctorat a été supervisée par Jumper lui-même, tandis que la seconde moitié était une extension de son travail de doctorat. Sans lui, je n'aurais pas pu obtenir mon doctorat.

La science n’a pas de fin, seulement des objectifs plus élevés

Aujourd’hui, Jumper est devenu une idole scientifique dans le cœur de nombreuses personnes pour ses contributions exceptionnelles dans le domaine de la prédiction de la structure des protéines. L’humilité et le dévouement sont les thèmes sous-jacents tout au long de la carrière universitaire de Jumper. Chaque discussion, chaque ligne de code et chaque idée qu’il a dans l’équipe sont remplies de son admiration et de son amour pour la science. Comme il l'a dit dans l'interview, « Mon rêve est de faire quelque chose de vraiment utile » et « Les petits problèmes peuvent conduire à de grandes découvertes ».

Parlant de l'avenir, Jumper a déclaré : « Je ne veux pas vous dire ce que je vais faire, car je veux être libre de le changer. Les choses changeront tout le temps, et vous devrez vous adapter pour y faire face à tout moment. » Cette franchise démontre non seulement sa vision de la liberté académique, mais souligne également sa passion sans bornes pour l’exploration de l’inconnu.

« La science n’a pas de fin, seulement des objectifs plus élevés. » Jumper a interprété cette phrase avec ses actes, et son histoire est loin d'être terminée. Nous avons des raisons de croire qu’avec le soutien solide de DeepMind, il pourrait être en mesure de créer une nouvelle légende.

Références :
1.https://blog.pulaskiacademy.org/pa-alum-john-jumper-wins-nobel
2.https://www.nature.com/immersive/d41586-021-03621-0/index.html
3.https://www.youtube.com/watch?v=q3TqNxeI4CA&t=393s
4.https://news.uchicago.edu/story/how-accidental-chemist-honed-his-approach-uchicago-way-nobel-prize
5.https://www.youtube.com/watch?v=4EAqrl8LnIg