Σύστημα ΑΙ κατάφερε να καταλάβει πως λειτουργούν οι πρωτεΐνες στον οργανισμό μας!

Ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης με την ονομασία AlphaFold, που αναπτύχθηκε από τη βρετανική εταιρεία DeepMind, θυγατρική της Google, κατάφερε για πρώτη φορά να λύσει ένα από τα μεγάλα μυστήρια της βιολογίας εδώ και δεκαετίες: να προβλέπει γρήγορα και με ακρίβεια πώς θα αναδιπλωθούν οι πρωτεΐνες, ποιο τρισδιάστατο σχήμα θα πάρουν και άρα ποια θα είναι η λειτουργία τους. Το επίτευγμα, που χαρακτηρίστηκε ορόσημο από τον επιστημονικό κόσμο, θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση διάφορων ασθενειών και στην επιτάχυνση της ανάπτυξης νέων φαρμάκων, μεταξύ άλλων για την Covid-19.

Σε έναν σχετικό διαγωνισμό, το «έξυπνο» σύστημα AlphaFold νίκησε, καθώς μπόρεσε γρήγορα να προβλέψει σωστά τουλάχιστον τα δύο τρίτα της δομής των πρωτεϊνών, με βάση μόνο την αρχική αλληλουχία (αλυσίδα) των αμινοξέων τους, κάτι που για να το πετύχουν οι άνθρωποι χρειάζονται δαπανηρές και χρονοβόρες διαδικασίες στο εργαστήριο. Μέσα σε λίγες μέρες, ο αλγόριθμος έκανε δουλειά που οι επιστήμονες θέλουν χρόνια στο εργαστήριό τους.

«Έμεινα πραγματικά έκθαμβος όταν το είδα. Δεν περίμενα ποτέ να το δω όσο ζούσα» δήλωσε ο δομικός βιολόγος δρ Τζον Μουλτ του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, ένας από τους διοργανωτές του διεθνούς επιστημονικού διαγωνισμού CASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction), που ξεκίνησε το 2004 και γίνεται ανά διετία.

Οι δεκάδες χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες παίζουν ζωτικό ρόλο στην υγεία και στις ασθένειες του σώματος, καθώς τα κύτταρα φτιάχνονται από πρωτεΐνες, το πολύπλοκο σχήμα των οποίων παίζει σημαντικό ρόλο. Για παράδειγμα, ο κορωνοϊός που προκαλεί τη νόσο Covid-19 εισδύει στα ανθρώπινα κύτταρα, επειδή μια προεξέχουσα πρωτεΐνη-ακίδα που διαθέτει ταιριάζει δομικά -όπως το κλειδί σε μια κλειδαριά- με μια πρωτεΐνη-υποδοχέα στα κύτταρά μας.

Το σχήμα κάθε πρωτεΐνης καθορίζεται από την αλληλουχία 20 διαφορετικών αμινοξέων, που σχηματίζουν αλυσίδες για να φτιάξουν τις πρωτεΐνες (για τη σχετική ανακάλυψη δόθηκε το 1972 το Νόμπελ στον Κρίστιαν Άνφινσεν). Είναι εύκολο για τους βιολόγους να «διαβάσουν» αυτή την αλληλουχία, καθώς καθορίζεται από το DNA που την κωδικοποιεί, αλλά σχεδόν αδύνατο -παρά τις προσπάθειες μισού αιώνα περίπου- να προβλεφθεί το σχήμα μιας πρωτεΐνης με βάση τα δεκάδες ή εκατοντάδες αμινοξέα της.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες καταφεύγουν σε πειραματικές τεχνικές, όπως η κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ, η μικροσκοπία κρυο-ηλεκτρονίων και η φασματοσκοπία MMR, που όμως είναι πάρα πολύ δύσκολες, καθώς χρειάζονται μήνες ή χρόνια και δεν δουλεύουν πάντα σωστά. Όμως το νέο σύστημα βαθιάς μάθησης AlphaFold, που άρχισε να δοκιμάζεται το 2018 και έκτοτε βελτιώθηκε σημαντικά, μπορεί πλέον να συσχετίσει κάθε αλληλουχία αμινοξέων με μια διαφορετική πρωτεϊνική δομή. Πάντως έχει ακόμη περιθώρια βελτίωσης, καθώς, π.χ., δεν τα πάει τόσο καλά με τις πρωτεΐνες των οποίων η δομή επηρεάζεται από αλληλεπιδράσεις με άλλες πρωτεΐνες.

Όπως δήλωσε ο εξελικτικός βιολόγος Αντρέι Λούπας του γερμανικού Ινστιτούτου Αναπτυξιακής Βιολογίας Μαξ Πλανκ, τα επόμενα λίγα χρόνια οι ερευνητές θα συνεχίσουν να «τσεκάρουν» οι ίδιοι την ακρίβεια των προβλέψεων του AlphaFold, αλλά μετά θα εξαρτώνται αποκλειστικά από τους υπολογισμούς της τεχνητής νοημοσύνης. Όπως είπε, η πραγματική επανάσταση θα συμβεί, όταν πλέον οι επιστήμονες θα μπορούν να χρησιμοποιούν μόνο τους υπολογιστές για να προβλέπουν πώς οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με άλλα μόρια. «Αυτό θα αλλάξει τελείως το πρόσωπο της ιατρικής» εκτίμησε.

Ήδη, για παράδειγμα, ο αλγόριθμος AlphaFold προέβλεψε σωστά τα σχήματα αρκετών πρωτεϊνών του κορωνοϊού SARS-CoV-2. Στο μέλλον θα έχει πιθανόν την ικανότητα να προβλέπει ποια από τα χιλιάδες υπάρχοντα φάρμακα προσδένονται σωστά σε αυτές τις πρωτεΐνες, άρα μπορεί να έχουν θεραπευτική δράση, χωρίς να χρειάζεται οι επιστήμονες να κάνουν πανάκριβα και πολύπλοκα πειράματα όπως τώρα.

Προς το παρόν, σύμφωνα με το «New Scientist», το BBC και το «Science», οι δημιουργοί του AlphaFold δεν έχουν αποκαλύψει πολλές λεπτομέρειες για το σύστημά τους, αλλά δήλωσαν ότι σύντομα θα κάνουν σχετική επιστημονική δημοσίευση. Η DeepMind δεν έχει ακόμη διευκρινίσει με ποιον τρόπο οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο θα μπορούν να αξιοποιήσουν το νέο σύστημα, αλλά υποσχέθηκε να διασφαλίσει ευρεία πρόσβαση.

 

[signoff]

 

Πηγή

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

Leave a reply

εισάγετε το σχόλιό σας!
παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας εδώ

ΠΡΟΣΦΑΤΑ ΑΡΘΡΑ

Προτζέκτορας True 4K UHD με 2000 ANSI Lumens στο 400άρι?! Αλήθεια ή “Παραμύθια”;;; Τον μετρήσαμε κι έχουμε την “ετυμηγορία”! (βίντεο – Review)

Υπόσχεται πραγματική True 4K ανάλυση, 2.000 ANSI Lumens φωτεινότητα, σύγχρονο λειτουργικό Android 13 και αποστολή απευθείας από ευρωπαϊκή αποθήκη με κόστος γύρω στα 412€....

Τι κάνει στην πράξη ο υπέρυθρος καυστήρας σε μια ψησταριά αερίου

Ο όρος «υπέρυθρος καυστήρας», ή απλώς «infrared», εμφανίζεται όλο και πιο συχνά στις περιγραφές των ψησταριών αερίου. Συνήθως αναφέρεται με ενθουσιασμό, σαν να πρόκειται...

Μέταλλα, εμφυτεύματα και τατουάζ: τι πρέπει να ξέρει ο γιατρός πριν από μια μαγνητική

Σε κάθε ραντεβού για μαγνητική, πριν μπει κανείς στην αίθουσα, του δίνουν ένα ερωτηματολόγιο. Πολλοί το συμπληρώνουν βιαστικά, σαν να πρόκειται για άλλη μια...

Θυροτηλεόραση και δίκτυο σπιτιού: δύο καλώδια, IP ή Wi-Fi;

Μέχρι πριν από λίγα χρόνια, η επιλογή μιας θυροτηλεόρασης ήταν κυρίως θέμα οθόνης. Πόσες ίντσες, έγχρωμη ή ασπρόμαυρη, με ή χωρίς μνήμη. Σήμερα το...

Με φωτοβολταϊκά στην ταράτσα, η ώρα που καταναλώνεις ρεύμα μετράει όσο και η ποσότητα

Για χρόνια ο μετρητής του ρεύματος ήταν ένα κουτί στην είσοδο της πολυκατοικίας που το κοιτούσε μόνο ο καταμετρητής, μία φορά στους τέσσερις μήνες....

ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΠΡΟΣΦΟΡΕΣ

Προτζέκτορας True 4K UHD με 2000 ANSI Lumens στο 400άρι?! Αλήθεια ή “Παραμύθια”;;; Τον μετρήσαμε κι έχουμε την “ετυμηγορία”! (βίντεο – Review)

Υπόσχεται πραγματική True 4K ανάλυση, 2.000 ANSI Lumens φωτεινότητα, σύγχρονο λειτουργικό Android 13 και αποστολή απευθείας από ευρωπαϊκή αποθήκη με κόστος γύρω στα 412€....

Το Jump Starter ΤΕΡΑΣ με 6000A Peak και κομπρεσέρ 160 PSI… Που σώζει το αυτοκίνητό σου κι εσένα! Στα 63€ κομπλέ (βίντεο δοκιμής)

Κάθε χρόνο, μόλις πιάσουν τα πρώτα κρύα, ξεκινάει το ίδιο κλασικό έργο: μπαταρίες που βρίσκονται στο όριο της ζωής τους αρχίζουν να παραδίδουν πνεύμα...

Το «EcoFlow Delta 3 του Φτωχού ή μήπως Killer»?! 3600W peak & 1024W/h… Power Station Allpowers P1800 με νέο design και τιμή-πρόκληση 470€!!!

Η Allpowers για χρόνια ήταν γνωστή για τους εξαιρετικά αποδοτικούς, αλλά αισθητικά «σκληροτράχηλους» σταθμούς ενέργειας. Με το ολοκαίνουργιο Allpowers P1800, η εταιρεία αλλάζει ριζικά...

Με Thunderbolt 5 κι ένα Mini PC “ΘΑ Πετάξεις” Desktop σου!!! Η νέα γενιά eGPU Aoostarv είναι εδώ. (βίντεο)

Πόσα χρόνια μας έλεγαν ότι για να δεις 250+ FPS θες ένα τέρας 20 κιλών να σου καίει 600 Watt; Τέρμα τα ψέματα. Αν νόμιζες ότι...

Charmast W1202: Στο 20άρικο! Το Power Bank που τα Έχει Όλα (… Μάλιστα Σχεδόν Τσάμπα!) και Giveaway

Ξέρω, ξέρω έχεις κουραστεί να ξεμένεις από μπαταρία στο κινητό σου στη μέση της ημέρας; Ψάχνεις μια λύση που να είναι και ισχυρή, και...