Un cadre d’apprentissage automatique peut distinguer les molécules fabriquées par des processus biologiques de celles formées par des processus non biologiques et pourrait être utilisé pour analyser les échantillons renvoyés par les missions planétaires actuelles et futures. Les résultats sont publiés dans la revue Nexus PNAS.
José C. Aponte, Amirali Aghazadeh et leurs collègues ont analysé huit météorites carbonées et dix échantillons géologiques terrestres en utilisant la chromatographie en phase gazeuse bidimensionnelle couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol haute résolution.
À l’aide de ces données, les auteurs ont développé LifeTracer, un cadre informatique qui traite les données de spectrométrie de masse et applique l’apprentissage automatique pour identifier les modèles distinguant les origines abiotiques des origines biotiques. Un modèle de régression logistique formé sur des caractéristiques au niveau composé a atteint une précision de plus de 87 % dans la classification des échantillons comme météoritiques ou terrestres.
L'analyse a identifié 9 475 pics dans des échantillons de météorites et 9 070 dans des échantillons terrestres, avec des différences statistiquement significatives entre les deux types d'échantillons en termes de distributions de poids moléculaire et de temps de rétention, qui décrivent le temps nécessaire au composé pour se déplacer dans les deux colonnes du chromatographe. Les composés organiques présents dans les échantillons de météorites ont montré des temps de rétention significativement plus faibles, ce qui correspond à une volatilité plus élevée dans les matériaux formés de manière abiotique.
Le cadre a identifié les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les variantes alkylées comme caractéristiques prédictives clés, le naphtalène apparaissant comme le composé le plus prédictif pour les échantillons abiotiques. Selon les auteurs, l’approche permet une détection de biosignature évolutive et impartiale et pourrait constituer un outil puissant pour interpréter les mélanges organiques complexes qui seront renvoyés par les missions de retour d’échantillons planétaires actuelles et futures.
