Huvitav

Tehisintellekti abil avatava valgu saladuste kokkuklapitavad

Tehisintellekti abil avatava valgu saladuste kokkuklapitavad

Valgud on üliolulised peaaegu kõigi eluks vajalike bioloogiliste põhiprotsesside jaoks. Nad teevad kõike, alates rakkude kuju loomisest ja säilitamisest kuni toimimiseni nii signaali kui ka vastuvõtjana mobiilside jaoks. Valgud koosnevad pikkadest aminohapete ahelatest ja nad täidavad oma mitmekülgseid ülesandeid, voltides end täpseteks 3D-struktuurideks, mis määravad nende toimimise ja teiste molekulidega suhtlemise.

SEOTUD: PEAKS KOHUTAMA KUNSTLIKKUST

Kuna nende täpne kuju on nende funktsioonide jaoks nii ülioluline, on täpse kuju avastamise uurimine molekulaarbioloogia keskne ülesanne. See ülesanne on eriti oluline elupäästvate ja elu muutvate ravimite väljatöötamisel. Prognoosimine, kuidas valgud end aminohapete järjestuse järgi kokku klappivad, on viimastel aastatel arvutusmeetoditega arenenud.

Tehisintellekt avab uksed ülikiireks ennustamiseks

Kuid isegi tohutute edasiminekute korral on prognoositavate valkude ulatuse ja ulatusega meetodid piiratud. Harvardi uued uuringud võivad aga muuta seda, et Harvardi meditsiinikooli teadlane kasutas tehisintellekti (AI) vormi, et ennustada teoreetiliselt mis tahes valgu struktuuri selle aminohapete järjestuse põhjal.

Tehisintellekti meetodeid tuntakse kui sügavat õppimist ja need võivad praeguseid ennustusmeetodeid parandada, muutes need sama täpsusega miljon korda kiiremaks. süsteemibioloog Mohammed AlQuraishi avaldas 17. aprillil Cell Systems'is oma uurimuse AI kasutamise kohta valgu kuju prognoosimisel. "Valkude voltimine on olnud biokeemikute jaoks viimase poole sajandi jooksul üks olulisemaid probleeme ja see lähenemine kujutab endast põhimõtteliselt uut viis selle väljakutsega toime tulla, "ütles HMSi Blavatniku Instituudi süsteemibioloogia juhendaja ja süsteemifarmakoloogia laboratooriumi töötaja AlQuraishi.

Pikk tee minna

"Nüüd on meil täiesti uus vaatenurk, kust valkude voltimist uurida, ja ma arvan, et oleme just hakanud pinda kriipima." Valgud on ehitatud 20 erineva aminohappe raamatukogust. Neid erinevaid aminohappeid võib ette kujutada nagu tähti tähestikus, mida saab kombineerida sõnadeks, lauseteks, lõikudeks ja suuremateks tekstideks. Erinevalt lamedast lehest on aminohapped aga füüsilised objektid, mis paiknevad ruumis ja mille ahelad moodustavad silmuseid, spiraale, lehti ja keerde .

Hoolimata teadlaste intensiivsest pingutusest üle nelja aastakümne, pole nende keerukate kujundite ennustamiseks kiiret ja kulutõhusat viisi saavutatud. Uus tehisintellekti meetod võib avada uksed haiguste mõistmiseks ja nende vastu võitlemise viiside kujundamiseks.

Uuringud jätkuvad

"Probleemi jaoks on veenev see, et seda on üsna lihtne öelda: võtke järjestus ja selgitage välja kuju," ütles AlQuraishi. "Valk algab struktureerimata stringina, mis peab saama 3D-kuju, ja võimalikud kujundikomplektid, milleks string võib kokku klappida, on tohutu. Paljud valgud on tuhandeid aminohappeid pikad ja keerukus ületab kiiresti inimese intuitsioon või isegi kõige võimsamad arvutid. "

Uus meetod näitab tohutut lubadust. Praegusel kujul ei ole see veel valmis kasutamiseks ravimite avastamiseks ega kavandamiseks, kuid AlQuraishi ja teised laboris optimeerivad seda ka edaspidi.


Vaata videot: Talvine Tallinn 1933 Koloreeritud (Mai 2021).