Araştırmacılar 200 milyon protein yapısından oluşan bir veri tabanı derlediler. Bunu AlphaFold programının yardımıyla başardılar.
paradoks proteinleri
Proteinler yaşamın yapı taşlarıdır.Bakterilerden bitki ve hayvanlara kadar çok çeşitli organizmalar tarafından üretilirler ve üretildiklerinde milisaniyeler içinde bir araya gelirler. Karmaşık şekiller halinde katlanan amino asit zincirlerinden oluşan üç boyutlu yapıları, işlevlerini büyük ölçüde belirler. Bir proteinin nasıl katlandığını anladıktan sonra, onun nasıl çalıştığını anlayabilir ve davranışını değiştirebilirsiniz.
Her ne kadar DNA yaratma talimatlarını sağlasa daAmino asit zincirlerinin üç boyutlu bir şekil oluşturmak üzere nasıl etkileşime gireceğini tahmin etmek çok zor olmuştur. Yakın zamana kadar bilim insanları, bilimin bildiği 200 milyon proteinin yalnızca bir kısmını çözebilmişti. Sorun şu ki, yapıları o kadar karmaşık ki hangi formu alacaklarını tahmin etmeye çalışmak neredeyse imkansız.
DeepMind tarafından geliştirilen AlphaFold, protein yapılarının 3 boyutlu görüntülerini yarattı. DeepMind'ın izniyle
Cyrus Levinthal, Amerikalı molekülerbiyolog, 1969'da yazdığı bir makalede paradoks hakkında şunları yazmıştı: Olası konfigürasyonların muazzam sayısına rağmen, proteinler hızlı ve hassas bir şekilde katlanır. Üstelik her protein 10 üzeri 300 olası nihai formdan oluşabilir.
Dolayısıyla Levinthal, her konfigürasyonu birbiri ardına deneyerek bir proteinin doğru formunu bulmaya çalışılırsa, bunun evrenin varlığından daha uzun zaman alacağını yazdı.
bilim adamlarının girişimleri
Bilim adamlarının proteinleri görselleştirme yolları varve yapılarını analiz edin, ancak bu çok yavaş ve zor bir iş. Nature dergisine göre, X-ışını kristalografisi çoğunlukla proteinleri görüntülemek için kullanılıyor. Bu yöntemde X ışınları katı protein kristallerine yönlendirilir ve bunların nasıl kırıldığı ölçülür. Amaç proteinin nasıl yapılandırıldığını belirlemektir. DeepMind'a göre bu deneysel çalışma yaklaşık 190.000 proteinin şeklini belirledi.
Yeni yöntem
Kasım 2020'de DeepMind grubuYapay zeka, AlphaFold adlı bir algoritma kullanarak bu bilgiyi hızlı bir şekilde tahmin edebilen bir programın geliştirildiğini duyurdu. O zamandan beri, genomu dizilenen her organizmanın genetik kodlarını inceliyor ve bunların birlikte içerdikleri yüz milyonlarca proteinin yapısını tahmin ediyor.
AlphaFold bilgi biriktirerek çalışırAmino asit dizileri ve etkileşimleri hakkında, protein yapılarını yorumlamaya çalışmak. Sonuç olarak algoritma, proteinlerin şekillerini birkaç dakika içinde atom seviyesine kadar doğrulukla tahmin etmeyi öğrendi.
Geçen yıl DeepMind yayınlandıAçık protein yapısı veri tabanı, insanlar tarafından ifade edilen 20.000 proteinin neredeyse tamamı dahil olmak üzere 20 tür içerir. Artık çalışmayı tamamladı ve 200 milyondan fazla protein için tahmin edilen yapıları yayınladı.
Teknoloji nasıl uygulanır?
Araştırmacılar zaten emeklerinin meyvelerini kullanıyorAlphaFold. The Guardian'a göre program, bilim adamlarının sıtma parazitindeki X-ışını kristalografisine uygun olmayan önemli bir proteini kesin olarak tanımlamasına olanak tanıdı. Bu sonuçta hastalığa karşı aşıyı iyileştirecektir.
Sıtma proteininin 3 boyutlu görüntüsü. Resim Deepmind'ın izniyle
Bal arısı araştırmacısı Wilde LeipartNorveç Yaşam Bilimleri Üniversitesi'nden bir ekip, vitellogeninin yapısını ortaya çıkarmak için AlphaFold'u kullandı. Tüm yumurtlayan hayvanlar tarafından üretilen üreme ve bağışıklık proteinidir. Keşif, örneğin bal arılarını ve balıkları hastalıklardan korumanın yeni yollarını geliştirmeye yardımcı olacak. Bu önemli çünkü bu hayvanlar insanlığın beslenmesi açısından önemli.
Program ayrıca yeni arayışlar hakkında da bilgi veriyorROME Therapeutics'in CEO'su Rosana Kapeller, DeepMind açıklamasında ilaç sektörünün bu konuda uzman olduğunu söyledi. “AlphaFold'un hızı ve hassasiyeti ilaç geliştirme sürecini hızlandırıyor. İlaçların gelişimi üzerindeki etkisini yeni yeni anlamaya başlıyoruz” diye bitirdi.
Ayrıca AlphaFold modelleri bilim insanları tarafından da kullanılıyorPortsmouth Üniversitesi Enzim İnovasyon Merkezi'nden, plastikleri işlemek üzere uyarlanabilecek doğal dünyadan enzimleri tanımlamak için.
Daha fazla oku:
Yakında bir güneş fırtınası Dünya'ya çarpacak: malzeme 800 km / s hızında uçuyor
Bilim adamları, bir çiçek zannettikleri dokunaçlı garip bir yaratığı filme aldılar.
Rusya ISS'den ayrılıyor: şimdi ne olacak ve istasyonun bakımı neden tehdit altında