„Avans uluitor”: Un AI DeepMind a rezolvat o problemă veche de 50 de ani privind structura proteinelor

Un program AI a rezolvat o problemă științifică într-un „un avans uluitor” în înțelegerea vieții, relatează The Guardian.

După ce și-a câștigat faima datorită performanțelor supraumane în simulările de jocuri, grupul de inteligență artificială DeepMind a rezolvat o problemă științifică care i-a eludat pe cercetători pentru mai bine de 50 de ani.

AlphaFold, ultimul program AI dezvoltat de companie, a arătat că poate prezice modul în care proteinele se așează în forme 3D, un proces extraordinar de complex însă fundamental pentru înțelegerea biologiei vieții.

Cercetători independenți au declarat că descoperirea va ajuta cercetătorii în a înțelege mecanismele din spatele unor boli și deschide calea pentru anumite medicamente specializate, culturi mai hrănitoare și „enzime verzi” care să descompună plasticul.

„Este un moment entuziasmant pentru domeniu”, a declarat și Demis Hassabis, fondatorul și directorul executiv al DeepMind.

„Acești algoritmi devin suficient de maturi și puternici pentru a fi aplicați unor probleme științifice cu adevărat provocatoare”, a adăugat acesta.

Venki Ramakrishnan, președintele Societății Regale a Marii Britanii, a descris munca celor de la DeepMind ca fiind „un avans uluitor” care a avut loc „cu zeci de ani mai devreme decât persoanele din domeniu ar fi prezis”.

Înțelegerea modului de așezare al proteinelor a reprezentat o provocare pentru cercetători pentru ultimii 50 de ani, acesta constituind un fel de origami la nivel molecular a cărui importanță este greu de subliniat.

Majoritatea proceselor biologice se învârt în jurul proteinelor și forma unei proteine determină funcția acesteia.

Când cercetătorii știu cum se așează o proteină pot începe să descopere ce face aceasta. Maniera în care insulina reglează nivelul de zahăr din sânge sau modul în care anticorpii luptă cu coronavirusul sunt determinate de structura proteinelor.

Oamenii de știință au identificat peste 200 de milioane de proteine dar structurile sunt cunoscute doar pentru o fracțiune din acestea.

În mod tradițional formele sunt descoperite în urma unor studii de laborator meticuloase care pot dura ani de zile fiind o muncă extrem de complexă.

Proteinele sunt lanțuri de aminoacizi care se pot răsuci și îndoi într-un număr uluitor de forme: un googol la cub adică un 1 urmat de 300 de zerouri.

Pentru a învăța cum se așează proteinele cercetătorii de la DeepMind și-au antrenat algoritmul cu ajutorul unei baze de date publice care conține 170.000 de secvențe și forme ale proteinelor.

Antrenarea a durat câteva săptămâni, DeepMind folosind echivalentul a 100-200 de unități de procesare grafică – o putere de procesare modestă după standardele moderne.

Algoritmul AlphaFold nu doar că a depășit alte programe dar a atins un nivel de acuratețe comparabil cu metodele de laborator minuțioase și care durează foarte mult timp.

Hassabis a declarat că DeepMind lucrează deja cu oamenii de știință pentru pentru a le acorda acces la programul AlphaFold și a-i ajuta în munca de cercetare.

Andrei Lupas, directorul departamentului pentru Biologia Dezvoltării din cadrul Institutului Max Planck din Germania, a declarat că a folosit deja programul pentru a rezolva o problemă legată de structura proteinelor pe care cercetătorii nu au reușit să o elucideze de un deceniu.

Citește și: