DeepMind zbulon strukturën e 200 milion proteinave
Inteligjenca artificiale ka deshifruar strukturën e pothuajse çdo proteine të njohur për shkencën, duke hapur rrugën për zhvillimin e ilaçeve ose teknologjive të reja për të trajtuar sfidat globale si uria ose ndotja.
Proteinat janë blloqet ndërtuese të jetës. Të formuara nga zinxhirë aminoacidesh, të palosur në forma komplekse, struktura e tyre 3D përcakton kryesisht funksionin e tyre. Pasi të dini se si paloset një proteinë, mund të filloni të kuptoni se si funksionon dhe si të ndryshoni sjelljen e saj. Megjithëse ADN-ja ofron udhëzimet për krijimin e zinxhirit të aminoacideve, parashikimi se si ato ndërveprojnë për të formuar një formë 3D ishte më i ndërlikuar dhe, deri vonë, shkencëtarët kishin deshifruar vetëm një pjesë të proteinave prej 200 metrash të njohura për shkencën.
Në nëntor 2020, grupi i AI DeepMind njoftoi se kishte zhvilluar një program të quajtur AlphaFold që mund të parashikonte me shpejtësi këtë informacion duke përdorur një algoritëm. Që nga ajo kohë, ajo ka qenë duke gërmuar nëpër kodet gjenetike të çdo organizmi që ka sekuencën e gjenomit të tij dhe ka parashikuar strukturat e qindra miliona proteinave që ato përmbajnë kolektivisht.
Vitin e kaluar, DeepMind publikoi strukturat e proteinave për 20 specie – duke përfshirë pothuajse të gjitha 20,000 proteinat e shprehura nga njerëzit – në një bazë të dhënash të hapur. Tani ka përfunduar punën dhe ka lëshuar strukturat e parashikuara për më shumë se 200 milion proteina.
“Në thelb, ju mund ta mendoni se mbulon të gjithë universin e proteinave. Ai përfshin struktura parashikuese për bimët, bakteret, kafshët dhe shumë organizma të tjerë, duke hapur mundësi të mëdha të reja që AlphaFold të ketë një ndikim në çështje të rëndësishme, si qëndrueshmëria, pasiguria ushqimore dhe sëmundjet e neglizhuara”, tha Demis Hassabis, themeluesi i DeepMind dhe shefi ekzekutiv.
Shkencëtarët tashmë po përdorin disa nga parashikimet e tij të mëparshme për të ndihmuar në zhvillimin e ilaçeve të reja. Në maj, studiuesit e udhëhequr nga Prof Matthew Higgins në Universitetin e Oksfordit njoftuan se kishin përdorur modelet e AlphaFold për të ndihmuar në përcaktimin e strukturës së një proteine kryesore të parazitit të malaries dhe për të gjetur se ku kishte të ngjarë të lidheshin antitrupat që mund të bllokonin transmetimin e parazitit.
“Më parë, ne kishim përdorur një teknikë të quajtur kristalografia e proteinave për të gjetur se si duket kjo molekulë, por për shkak se është mjaft dinamike dhe lëviz përreth, ne thjesht nuk mund ta kapnim atë,” tha Higgins. “Kur morëm modelet AlphaFold dhe i kombinuam me këtë provë eksperimentale, papritmas gjithçka mori kuptim. Ky pasqyrë tani do të përdoret për të hartuar vaksina të përmirësuara që nxisin antitrupat më të fuqishëm që bllokojnë transmetimin.”
Modelet e AlphaFold po përdoren gjithashtu nga shkencëtarët në Qendrën për Inovacionin e Enzimave të Universitetit të Portsmouth, për të identifikuar enzimat nga bota natyrore që mund të modifikohen për të tretur dhe ricikluar plastikën. “Na u desh mjaft kohë për të kaluar nëpër këtë bazë të dhënash masive të strukturave, por hapëm të gjithë këtë grup të formave të reja tre-dimensionale që nuk i kishim parë kurrë më parë, të cilat në fakt mund të shpërbënin plastikën,” tha Prof John McGeehan, i cili drejton. puna. “Ka një ndryshim të plotë paradigme. Ne me të vërtetë mund të përshpejtojmë se ku shkojmë nga këtu – dhe kjo na ndihmon t’i drejtojmë këto burime të çmuara drejt gjërave që kanë rëndësi.”
Prof Dame Janet Thornton, udhëheqësja e grupit dhe shkencëtarja e lartë në Institutin Evropian të Bioinformatikës të Laboratorit Evropian të Biologjisë Molekulare, tha: “Parashikimet e strukturës së proteinave AlphaFold tashmë po përdoren në një mori mënyrash. Unë pres që ky përditësim i fundit do të shkaktojë një ortek zbulimesh të reja dhe emocionuese në muajt dhe vitet në vijim, dhe e gjitha kjo falë faktit që të dhënat janë të disponueshme hapur për të gjithë për t’u përdorur.”