نجح الذكاء الاصطناعي من DeepMind ، وهي شركة تابعة لشركة Google ، في توقع بنية 200 مليون بروتين ، كلها تقريبًا معروفة للعلم. هذه البيانات ، المتاحة مجانًا لأي شخص ، ضرورية لفهم بيولوجيا جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب ويمكن أن تدفع تطوير عقاقير أو تقنيات جديدة ضد التلوث البلاستيكي أو مقاومة المضادات الحيوية.
البروتينات هي لبنات بناء الحياة. تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية ، قابلة للطي إلى أشكال كاملة ، وهيكل ثلاثي الأبعاد يحدد وظيفتها إلى حد كبير. سمحت لنا معرفة كيفية طي البروتين بمحاولة فهم كيفية عمله وكيف يتصرف ، والذي كان أحد أكبر تحديات علم الأحياء لأكثر من خمس سنوات.
في العام الماضي ، فاجأ DeepMind المجتمع العلمي بإصداره كود AlphaFold. تتوفر هياكل مليون بروتين ، بما في ذلك جميع البروتينات في جسم الإنسان ، في قاعدة بيانات تم إنشاؤها بالاشتراك مع مختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي (EMBL) ، وهو معهد أبحاث دولي.
أدى الاكتشاف إلى تغيير علم الأحياء والطب إلى الأبد. في غضون دقائق وبدقة كبيرة ، تمكن الباحثون من الحصول على معلومات وثيقة الصلة ، على سبيل المثال ، حول البروتينات التي تدخل في أمراض مختلفة. وقد اعترفت مجلة "ساينس" بالعمل كأهم بحث علمي لهذا العام.
انعدام الأمن الغذائي والمرض
يتضمن التحديث الجديد الذي يحتوي على 200 مليون بروتين ، وهو تسريع كبير من المطحنة الأولية ، هياكل للنباتات والبكتيريا والحيوانات والعديد والعديد من الكائنات الحية الأخرى ، مما يفتح فرصًا هائلة لـ AlphaFold لإحداث تأثير على قضايا مهمة مثل الاستدامة والوقود "انعدام الأمن الغذائي والأمراض المهملة" ، كما يقول البريطاني ديميس هاسابيس ، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة DeepMind ، إحدى أكبر شركات أبحاث الذكاء الاصطناعي في العالم. حصل هذا العام على جائزة أميرة أستورياس للبحث العلمي والتقني ، وهو طفل معجزة في لعبة الشطرنج ومصمم لألعاب الكمبيوتر ، ويعتقد أنه يمكن للعلماء استخدام النتائج لفهم الأمراض بشكل أفضل وتسريع الابتكار في اكتشاف الأدوية. وعلم الأحياء.
منذ إطلاقه في عام 2020 ، تمكن أكثر من 500 باحث من 000 دولة من الوصول إلى AlphaFold لأكثر من 190 مليون هيكل. لقد استخدموه ، من بين أشياء أخرى ، لاكتشاف البروتينات التي تؤثر على صحة النحل وإطلاق لقاح فعال ضد الملاريا. في مايو ، أعلن باحثون بقيادة جامعة أكسفورد أنهم استخدموا هذه الخوارزمية للمساعدة في تحديد بنية بروتين طفيلي الملاريا الرئيسي وتحققوا من أن مضادات التخثر من المحتمل أن تمنع انتقال الطفيليات.
المسام النووية
أدى استخدام ناجح آخر لـ AlphaFold إلى تجميع مجمع المسام النووي ، وهو أحد أكثر الألغاز شيطانية في علم الأحياء. يتكون الهيكل من مئات أجزاء البروتين ويتحكم في كل ما يدخل ويخرج من نواة الخلية. كما تم استخدامه لاستهداف أمراض مثل داء الليشمانيات ومرض شاغاس ، والتي تؤثر بشكل غير متناسب على الناس في أفقر مناطق العالم ، أو الجذام والبلهارسيا ، وهو مرض حاد ومزمن تسببه الديدان الطفيلية. مليار شخص حول العالم.
ستوفر الأداة على الباحثين الكثير من الوقت ، فمن الضروري التنبؤ بهياكل البروتينات مهمة شاقة. "AlphaFold هو تقدم فريد وهائل في علوم الحياة يوضح قوة الذكاء الاصطناعي. يقول إريك توبول ، مؤسس ومدير معهد سكريبس للأبحاث ، إن تحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتين كان يستغرق عدة أشهر أو سنوات ، والآن يستغرق ثوانٍ. قارنه الحساس بشيء بسيط مثل إجراء بحث على Google.
بير جيسوس بيريز جيل ، أستاذ البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية بجامعة كومبلوتنسي بمدريد ، تشير تنبؤات AlphaFold إلى "تغيير هائل" في قدرتها البحثية. موثوقية الذكاء الاصطناعي «كانت مذهلة حتى الآن ، أفضل بكثير مما يمكن تخيله. إنه لأمر مدهش أن تبدو العديد من هذه الهياكل متشابهة إلى حد كبير عند رؤيتها تجريبياً ". يذكر الباحث أن هذه محاكاة ، ويجب تأكيدها جميعًا بالدراسات التجريبية. لن تقتصر الخطوة التالية على فهم بنية البروتينات فحسب ، ولكن أيضًا في الكشف عن كيفية تغيرها عندما تتفاعل مع بعضها البعض أو مع العناصر الجزيئية الأخرى.
البروتينات هي التي تقوم بمعظم الوظائف في الخلايا والأنسجة. إن معرفة كيفية تكوينها وكيف تتصرف عندما تتفاعل مع بعضها البعض أو مع جزيئات أخرى ستسمح لنا بتطوير أهداف علاجية للأدوية أو البحث عن تطبيقات التكنولوجيا الحيوية أو الصناعية في صناعة الأغذية أو العمليات الصناعية أو الاستدامة البيئية "، يشير بيريز جيل .
