بخش زیادی از فرایند های شیمیایی ای که در طبیعت رخ می دهد به دلیل وجود پروتئین هاست. شناخت هرچه بهتر ساختار پروتئین ها می تواند منجر به تحول عظیمی در علوم طبیعی و به طور خاص علم پزشکی شود؛ با این حال تا پیش از این ما شناخت بسیار محدودی نسبت به ساختار پروتئین ها داشتیم.

اکنون اما دانشمندان در لابراتوار دیپ مایند (Deep Mind) متعلق به کمپانی گوگل، توانسته اند به کمک یک برنامه ی هوش مصنوعی به نام آلفافولد (AlphaFold) ساختار شکل گیری پروتئین ها را با دقت غیر قابل تصوری تعیین کنند، چیزی که تا قبل از این یکی از بزرگ ترین چالش های علم زیست شناسی محسوب می شد.

هوش مصنوعی آلفافولد طی ماه های گذشته توانسته ساختمان بیش از ۳۵۰ هزار پروتئین از جمله ۲۰ هزار پروتئین متعلق به انسان و سایر ارگانیسم ها را پیش بینی کند که دستاوردی بسیار شگفت انگیز است!

ساختار پروتئین باکتری ها

ساختار پروتئین های چند باکتری که توسط آلفافولد ترسیم شده اند

پروتئین ها جزء اصلی تشکیل دهنده ی تمامی ارگانیسم های زنده هستند و سلول های بدن ما مملو از آنهاست. پروتئین ها از رشته های اسید آمینه تشکیل شده اند که در شکل های بسیار پیچیده ای دور هم می پیچند.

نرم افزار آلفافولد به نوعی می تواند قوانین فیزیکی حاکم بر بیولوژی پروتئین ها را درک کند. به عنوان مثال می تواند پیوند های شیمیایی و اینکه چه نوع اسید های آمینه ای ساختمان سه بعدی پروتئین را تشکیل می دهند را تشخیص دهد.

به این ترتیب این برنامه الگو های ساخت پروتئین هایی که ساختمان آنها قبلا شناسایی شده را یاد می گیرد و با کمک قواعد علوم فیزیک و شیمی، ساختار پروتئین هایی که قبلا ندیده را پیش بینی می کند.

Demis Hassabis مدیر لابراتوار دیپ مایند

ما جزئیات ساختاری بیش از صد هزار پروتئین که محققان طی چهل سال اخیر با زحمت فراوان شناسایی کرده اند را در اختیار "آلفافولد" قرار دادیم تا رابطه ی میان توالی اسید های آمینه ی این پروتئین ها و همچنین ساختمان کلی آنها را بیاموزد.

درک چگونگی شکل گیری پروتئین ها یعنی تشخیص ساختمان سه بعدی آنها بیش از ۵۰ سال است که یکی از بزرگ ترین مسائل علم زیست شناسی بوده است.

هزاران دانشمند در سرتاسر جهان مشغول کاری سخت و طاقت فرسا روی تکنیک های تجربی درک ساختمان پروتئین ها بوده اند چون فکر می کنند با این کار می توان به کارکرد پروتئین ها در بدن پی برد. حالا محققان دیپ مایند گوگل توانسته اند سرعت این فرآیند را با کمک این شیوه های محاسباتی و کامپیوتری به شدت بالا ببرند.

این دستاورد می تواند شتاب زیادی به کشف دارو های تازه برای درمان انواع بیماری ها ببخشد. تا پیش از این فقط ساختار ۱۷ درصد از پروتئین های بدن شناسایی شده بود و حالا این تکنولوژی جدید این رقم را به ۳۶ درصد رسانده است.

ساختمان پروتئین

ساختمان یکی از پروتئین های بدن انسان

به کمک آلفافولد تعیین ساختمان هر پروتئین فقط چند دقیقه زمان می برد، در حالی که انجام همین کار در گذشته و با شیوه های تجربی بیش از شش ماه وقت می برد و هزینه ی بسیار زیادی داشت.

هر چند که این تکنولوژی جدید بیشتر در حوزه ی علم پزشکی به نظر می رسد، اما کشف ساختار پروتئین ها می تواند دستاورد های غیر قابل تصوری در تمامی حوزه ها به همراه بیاورد. مثلا به کمک این تکنولوژی می توان آنزیم هایی را تولید کرد که پلاستیک های موجود در زمین را تجزیه کنند، یا مثلا باکتری هایی تولید کرد که آلودگی های موجود در هوا را ببلعند.

حالا باید منتظر بود و دید که هوش مصنوعی ما را تا کجا به پیش خواهد برد.

این مطلب را دوست داشتید؟

به آن 1 ← 5 امتیاز بدهید

امتیاز مطلب 4.9 / 5. تعداد آرا 7

هنوز هیچ امتیازی ثبت نشده! شما اولین نفر باشید