Sztuczna inteligencja rozwiązała jeden z najtrudniejszych problemów biologii

Wieloletni i niezwykle złożony problem naukowy dotyczący budowy i zachowania białek został rozwiązany przez nowy system sztucznej inteligencji AlphaFold. Naukowcy DeepMind wykazali, że sztuczna inteligencja, którą tworzą, może przewidywać, jakie trójwymiarowe białka kształtują się z sekwencji aminokwasów.

Przewidywanie, jaki trójwymiarowy kształt przyjmie białko, było tajemnicą dla naukowców od pół wieku. Możliwość dokładnego przewidywania struktury białek na podstawie ich sekwencji aminokwasów byłaby wielkim dobrodziejstwem dla nauk przyrodniczych i medycyny. Znacząco przyspieszyłoby to wysiłki na rzecz zrozumienia elementów budulcowych komórek i umożliwiłoby szybsze opracowywanie nowych leków.

Zespół z DeepMind rozwinęła się sztuczna inteligencja. Jest to podmiot stowarzyszony Google, który odniósł wiele sukcesów w tworzeniu zaawansowanych algorytmów. Kilka lat temu to zrobiłeś Program AlphaGo mistrz go grał kilka razy. Kolejna ich sztuczna inteligencja, znana jako AlphaStar, okazała się lepsza niż 99,8% graczy w strategii czasu rzeczywistego StarCraft II, jednak osiągnięcie ich nowej sztucznej inteligencji - AlphaFold - przewyższa dobre wyniki w grach.

AlfaFold

AlphaFold wykonał gigantyczny krok w rozwiązaniu jednego z największych wyzwań w biologii - określenia trójwymiarowego kształtu białka na podstawie jego sekwencji aminokwasowej. Sztuczna inteligencja opracowana przez zespół badawczy DeepMind zwyciężyła w odbywającym się co dwa lata konkursie CASP (Krytyczna ocena przewidywania konstrukcji) przeciwko około 100 innym zespołom w celu opracowania systemów, które mogą przewidywać trójwymiarowe kształty białek. W konkursie zespoły badawcze otrzymują sekwencje aminokwasów dla około 100 białek i na tej podstawie powinny opracować ich strukturę.

Wyniki osiągnięte przez zespoły porównuje się z wynikami prac laboratoryjnych.
Eksperci są pod wrażeniem pracy wykonanej przez AlphaFold. Wskazują, że będzie to miało dalekosiężne konsekwencje, w tym radykalne przyspieszenie rozwoju nowych leków. - To, co osiągnął zespół DeepMind, jest fantastyczne i zmieni przyszłość biologii strukturalnej i badań nad białkami ”- mówi Janet Thornton, emerytowana dyrektor Europejskiego Instytutu Bioinformatyki. - To był problem 50 lat temu. Myślałem, że tak się stanie moje życie ”- dodał John Moult z University of Maryland w Shady Grove i współzałożyciel CASP.

AlphaFold po raz pierwszy wziął udział w CASP w 2018 roku. Zajęła pierwsze miejsce przy stole finałowym konkursu. Ale algorytmy londyńskiego DeepMind zaskoczyły wszystkich w tym roku. Nawet konkurencja pokazała, że ​​AlphaFold działa tak zadziwiająco dobrze, że może zwiastować rewolucję w biologii.

- To przełom w grze. Zmieni medycynę, badania i bioinżynierię. To wszystko zmieni ”- podkreśla Andrei Lupas, biolog z Instytutu Biologii Rozwojowej im. Maxa Plancka w Tybindze, który oceniał wyniki różnych zespołów na CASP.