Програм је пронашао свих 200 милиона протеина познатих науци: како је то могуће

Истраживачи су саставили базу података од 200 милиона протеинских структура. То су постигли уз помоћ АлпхаФолд програма,

који је ДеепМинд развио&нбсп;2018и&нбсп;објављени у&нбсп;јулу 2021.&нбсп;. Програм отвореног кода предвиђа тродимензионалну структуру протеина на основу његове аминокиселинске секвенце — грађевних блокова који чине протеине. Структура протеина диктира његову функцију, тако да ће база података оних које је идентификовао АлпхаФолд помоћи да се идентификују нове функционалне функције протеина које људи могу да искористе.

Парадокс протеини

Протеини су градивни блокови живота.Производе их различити организми, од бактерија до биљака и животиња, а када се производе, савијају се заједно за милисекунде. Формирани од ланаца аминокиселина пресавијених у сложене облике, њихова тродимензионална структура у великој мери одређује њихову функцију.&нбсп;Када схватите како се протеин савија, можете разумети како функционише и променити његово понашање.&нбсп;

Иако ДНК даје упутства за стварањеланаца аминокиселина, предвиђање њихове интеракције у тродимензионалном облику било је веома тешко. До недавно, научници су дешифровали само делић од 200 милиона протеина познатих науци. Проблем је у томе што је њихова структура толико сложена да је покушај да се погоди у ком облику ће попримити готово немогуће.

АлпхаФолд од ДеепМинд је направио 3Д слике протеинских структура. Слика љубазношћу ДеепМинда

Цирус Левинтхал, амерички молекуларбиолог, написао је у раду из 1969. о парадоксу: упркос огромном броју могућих конфигурација, протеини се брзо и прецизно савијају. Штавише, сваки протеин може узети од 10^300 могућих коначних облика.

Дакле, Левинтал је написао, ако би неко покушао да пронађе исправан облик протеина покушавајући сваку конфигурацију једну за другом, требало би дуже него што би универзум постојао.

Покушаји научника

Научници имају начине да визуализују протеинеи&нбсп;анализирају њихову&нбсп;структуру, али&нбсп;ово је сувише спор и&нбсп;тежак посао. Према часопису Натуре, рендгенска кристалографија се најчешће користи за снимање протеина. У овој методи, рендгенски зраци су усмерени на чврсте протеинске кристале и мере се како се они преламају. Циљ је утврдити како је протеин структуриран. Према ДеепМинд-у, овај експериментални рад је утврдио облик око 190.000 протеина.

Нова метода

У новембру 2020. група ДеепМинд се ангажовала увештачке интелигенције, најавио је развој програма под називом АлпхаФолд који може брзо да предвиди ове информације користећи алгоритам. Од тада, проучава генетске кодове сваког организма чији је геном секвенциониран и предвиђа структуре стотина милиона протеина које заједно садрже.

АлпхаФолд ради тако што акумулира знањео секвенцама и интеракцијама аминокиселина, покушавајући да протумаче структуре протеина. Као резултат тога, алгоритам је научио да предвиди облике протеина за неколико минута са тачношћу све до атомског нивоа.

Прошле године објавио је ДеепМинд&нбсп;отворена&нбсп;база података о структури протеина садржи 20 врста, укључујући&нбсп;скоро свих 20.000 протеина које експримирају људи.&нбсп;Он је сада завршио посао и објавио предвиђене структуре за више од 200 милиона протеина.

Како се технологија примењује?

Истраживачи већ користе плодове свог радаАлпхаФолд. Према Тхе Гуардиан-у, програм је омогућио научницима да дефинитивно карактеришу кључни протеин у паразиту маларије који није био подложан рендгенској кристалографији. Ово ће на крају побољшати вакцину против болести.

3Д слика протеина маларије. Слика љубазношћу Деепминда

Истраживач пчела Вајлд Лејпартса Норвешког универзитета природних наука користио је АлпхаФолд да открије структуру вителогенина. То је репродуктивни и имуни протеин који производе све животиње које носе јаја. Ово откриће ће помоћи да се развију нови начини заштите, на пример, пчела и риба од болести. Ово је важно, јер су ове животиње важне за исхрану човечанства.

Програм такође обавештава о потрази за новимфармацеутских производа, рекла је Росана Капеллер, извршна директорица РОМЕ Тхерапеутицс у изјави ДеепМинда. „АлпхаФолд-ова брзина и прецизност убрзавају процес развоја лекова. Тек почињемо да схватамо његов утицај на развој фармацеутских производа“, закључила је она.

Научници такође користе АлпхаФолд моделеиз Центра за иновације ензима Универзитета у Портсмуту да идентификује ензиме из природног света који се могу прилагодити за обраду пластике.&нбсп;

Опширније:

Ускоро ће соларна олуја погодити Земљу: материјал лети брзином од 800 км / с

Научници су снимили чудно створење са пипцима, које су заменили за цвет

Русија напушта ИСС: шта ће сада бити и зашто је одржавање станице угрожено