لقد حل الذكاء الاصطناعي بنية كل بروتين معروف للعلم تقريبًا ، مما مهد الطريق لتطوير أدوية أو تقنيات جديدة لمواجهة التحديات العالمية مثل المجاعة أو التلوث.
البروتينات هي لبنات بناء الحياة. تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية ، مطوية إلى أشكال معقدة ، يحدد هيكلها ثلاثي الأبعاد وظيفتها إلى حد كبير. بمجرد أن تعرف كيف ينطوى البروتين ، يمكنك البدء في فهم كيفية عمله وكيفية تغيير سلوكه. على الرغم من أن الحمض النووي يوفر الإرشادات اللازمة لصنع سلسلة من الأحماض الأمينية ، إلا أن التنبؤ بكيفية تفاعلها لتشكيل شكل ثلاثي الأبعاد كان أكثر صعوبة ، وحتى وقت قريب ، كان العلماء قد فكَّروا فقط جزءًا بسيطًا من 200 متر أو نحو ذلك من البروتينات المعروفة للعلم.
في نوفمبر 2020 ، قامت مجموعة الذكاء الاصطناعي العقل العميق أعلنت أنها طورت برنامجًا يسمى AlphaFold يمكنه التنبؤ بسرعة بهذه المعلومات باستخدام خوارزمية. منذ ذلك الحين ، كان يقوم بسحق الشفرات الجينية لكل كائن حي تم تسلسل جينومه ، ويتنبأ بهياكل مئات الملايين من البروتينات التي تحتويها مجتمعة.
في العام الماضي ، نشرت DeepMind هياكل البروتين لعشرين نوعًا – بما في ذلك ما يقرب من 20000 بروتين يعبر عنها البشر – مفتوح قاعدة البيانات. الآن أنهى المهمة ، وأطلق الهياكل المتوقعة لأكثر من 200 مليون بروتين.
“بشكل أساسي ، يمكنك التفكير في الأمر على أنه يغطي عالم البروتين بأكمله. قال ديميس هسابيس ، مؤسس شركة DeepMind و DeepMind و الرئيس التنفيذي.
يستخدم العلماء بالفعل بعض توقعاته السابقة للمساعدة في تطوير أدوية جديدة. في مايو ، قاد الباحثون البروفيسور ماثيو هيغينز من جامعة أكسفورد أعلن لقد استخدموا نماذج AlphaFold للمساعدة في تحديد بنية بروتين طفيلي الملاريا الرئيسي ، ومعرفة الأماكن التي من المحتمل أن ترتبط فيها الأجسام المضادة التي يمكن أن تمنع انتقال الطفيلي.
قال هيغينز: “في السابق ، كنا نستخدم تقنية تسمى علم بلورات البروتين لمعرفة الشكل الذي يبدو عليه هذا الجزيء ، ولكن نظرًا لأنه ديناميكي تمامًا ويتحرك ، لم نتمكن من التعامل معه”. “عندما أخذنا نماذج AlphaFold ودمجناها مع هذا الدليل التجريبي ، فجأة أصبح كل شيء منطقيًا. سيتم استخدام هذه الرؤية الآن لتصميم لقاحات محسنة تحفز الأجسام المضادة الأكثر فعالية في منع انتقال العدوى “.
اشترك في الإصدار الأول ، النشرة الإخبارية اليومية المجانية – كل صباح من أيام الأسبوع في الساعة 7 صباحًا بتوقيت جرينتش
يتم استخدام نماذج AlphaFold أيضًا من قبل العلماء في مركز ابتكار الإنزيم بجامعة بورتسموث ، لتحديد الإنزيمات من العالم الطبيعي التي يمكن تعديلها لهضم البلاستيك وإعادة تدويره. قال البروفيسور جون ماكجيهان ، الذي يقود العمل. “هناك نقلة نوعية كاملة. يمكننا حقًا الإسراع من حيث نذهب من هنا – وهذا يساعدنا في توجيه هذه الموارد الثمينة إلى الأشياء المهمة “.
البروفيسور دام جانيت ثورنتون ، قائدة المجموعة وكبيرة العلماء في European Molecular مادة الاحياء قال المعهد الأوروبي للمعلومات الحيوية في المختبر: “يتم استخدام تنبؤات بنية البروتين AlphaFold بالفعل بطرق لا تعد ولا تحصى. أتوقع أن يؤدي هذا التحديث الأخير إلى سيل من الاكتشافات الجديدة والمثيرة في الأشهر والسنوات المقبلة ، وهذا كله بفضل حقيقة أن البيانات متاحة للجميع لاستخدامها “.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”