Sztuczna inteligencja bliska rozwiązania zagadki białek
Fot. Adobe Stock
System sztucznej inteligencji AlphaFold opracowany przez brytyjską firmę DeepMind pozwala, w większości przypadków, precyzyjnie ustalić, jaki kształt przybierze białko w oparciu o sekwencję jego aminokwasów - dowiodły wyniki konkursu CASP 14, w którym rywalizują pomysłodawcy metod ustalania budowy białek.
Życie w znanej nam postaci jest możliwe dzięki współdziałaniu różnorodnych białek. Enzymy przeprowadzają reakcje chemiczne, przeciwciała bronią przed zakażeniem, hormony pozwalają regulować działanie organizmu. Kształt, jaki przybiera cząsteczka białka określa jego biologiczną aktywność - na przykład to, jak reaguje na leki. Również białko na powierzchni koronawirusa "otwiera mu drogę" do zakażania komórki, działając na jej receptor będący białkiem o odpowiednim kształcie.
Zaburzenia budowy białek mogą być przyczyną chorób. Ludzki organizm wytwarza dziesiątki tysięcy białek. W naturze występują ich miliardy, a poznanie każdej może wymagać lat pracy.
Wykonujący symulacje budowy białek system AlphaFold w dwóch trzecich przypadków jest w stanie uzyskać wyniki odpowiadające uzyskanym konwencjonalnymi (kosztownymi i czasochłonnymi) metodami w warunkach laboratoryjnych. Przykładem takiej metody może być krystalografia rentgenowska: trzeba najpierw uzyskać kryształ białka, a potem na podstawie wzorów powstałych po przepuszczeniu przez ten kryształ promieni rentgenowskich rozszyfrować strukturę cząsteczek.
Budowy cząsteczek nie da się obliczyć na podstawie praw fizyki - są zbyt skomplikowane. Rozwiązaniem okazała się więc dopiero sztuczna inteligencja, do której uczenia wykorzystano wiadomości dotyczące znanej budowy białek oraz aminokwasów, z których one się składają.
Na razie uzyskane wyniki trzeba wciąż konfrontować z rezultatami konwencjonalnych eksperymentów, jednak w przyszłości metoda powinna stać się jeszcze dokładniejsza. Pozwoli to skuteczniej poszukiwać leków na przykład na choroby neurodegeneracyjne czy nowotwory. (PAP)
Autor: Paweł Wernicki
pmw/ ekr/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
