Tehnologia bazată pe inteligență artificială poate genera proteine originale

Oamenii de știință au creat un sistem de inteligență artificială (AI) capabil să genereze enzime artificiale de la zero. În testele din laborator, unele dintre aceste enzime au funcționat la fel de bine ca cele din natură, chiar și atunci când secvențele lor de aminoacizi artificial generați s-au diferențiat semnificativ de orice proteine cunoscute din natură.
Studiul a fost realizat de către Salesforce Research și programul AI, numit ProGen, folosește prezicerea următorului simbol (next-token prediction) pentru a asambla secvențe de aminoacizi în proteine artificiale. Cercetătorii susțin că această nouă tehnologie ar putea fi mai puternică decât evoluția direcționată, premiată cu Nobel, și ar putea revitaliza domeniul de 50 de ani al ingineriei proteice, accelerând dezvoltarea de noi proteine care pot fi folosite pentru aproape orice, de la terapii la degradarea plasticului.

Predicția următorului simbol (next-token prediction) este o tehnică de învățare automată utilizată în procesarea limbajului natural, în care modelul prezice următorul simbol (cuvânt sau simbol) pe baza unei anumite secvențe de simboluri. Utilizează probabilitățile jetoanelor anterioare pentru a-l prezice pe următorul. În cazul sistemului ProGen AI menționat în studiu, predicția următoarelor simboluri a fost utilizată pentru a asambla secvențele de aminoacizi în proteine artificiale. Sistemul AI a învățat structura și regulile secvențelor de proteine și a fost capabil să genereze proteine funcționale de la zero.

Pentru a crea modelul, cercetătorii au furnizat secvențele de aminoacizi ale a 280 de milioane de proteine diferite în modelul de învățare automată și l-au lăsat să proceseze informațiile timp de câteva săptămâni. Apoi, au calibrat modelul prin alimentarea cu 56.000 de secvențe din cinci familii de licozime, împreună cu o informație contextuală despre aceste proteine. Modelul a generat rapid un milion de secvențe din care echipa de cercetare a selectat 100 pentru a fi testate, bazându-se pe gradul de asemănare cu secvențele proteinelor naturale.

Din primul lot de 100 de proteine, echipa a creat cinci proteine artificiale pentru a fi testate în celule și a comparat activitatea lor cu o enzimă găsită în albușuri, cunoscută sub numele de licozimă din albușul de ou de găină (HEWL). Licozime similare se găsesc în lacrimi, saliva și lapte umane, unde asigură protecția împotriva bacteriilor și fungilor.

Două dintre enzimele artificiale au reușit să distrugă bacteriile asemănător HEWL. Totodată, aceste proteine artificiale au arătat activitate și atunci când mai puțin de jumătate din secvența lor se asemăna cu vreo proteină cunoscută din natură.

Concluzia acestui studiu este că AI-ul poate învăța reguli și structuri complexe, cum ar fi cele ale proteinelor, prin analizarea unui volum mare de informații. Acest studiu deschide calea pentru o nouă era a proiectării proteinelor, cu aplicații terapeutice potențiale și posibilitatea de a crea proteine care să aibă proprietăți specifice, cum ar fi stabilitate termică sau toleranță la mediile acide.

sursa: Science Daily

Data actualizare: 01-02-2023 | creare: 01-02-2023 | Vizite: 247

Bibliografie

AI technology generates original proteins from scratch, link: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230126124330.htm

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

ENTWINE – aplicația care evaluează atracția dintre partenerii romantici

Psihologii de la Universitatea din Bristol au lansat de Valentine's Day o aplicație destinată găsirii partenerul...

O nouă tehnică ce ar putea favoriza depistarea precoce a afecțiunilor pulmonare

Stetoscoapele electronice încep să câștige teren; de aceea, o echipă de trei fizicieni din cadrul Universită�...

A fost creată o nouă generație de grefe osoase artificiale

Cercetătorii din cadrul Universității Queen Mary din Londra au dezvoltat un nou tip de os sintetic ce maximizeaz...

O strategie ghidată de computer poate face un antibiotic care nu a fost anterior supus testelor clinice să prevină evoluția bolii bacteriene
Biosenzor nou, ce poate aprecia cu acuratețe prospețimea cărnii
Peptide care se pot administra și sub formă de pastile
Pillo - sistemul inteligent pentru menținerea sănătății, cu funcție de dispenser de pastile

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Inteligența artificială și beneficiile în medicină

Aplicații și gadget-uri pentru depistarea cancerului, ceasuri inteligente pentru depistarea accidentelor vascular...

Algoritm dezvoltat de Google care detectează riscul cardiovascular din analiza ochilor

Cercetătorii de la Google specializați în inteligență artificială împreună cu Verily Life Sciences (fosta d...

Algoritmul care redă modul în care creierul percepe fețele

Cercetătorii din cadrul Universității din Toronto au dezvoltat o nouă tehnică ce folosește date de la electro...

Software inteligent pentru diagnosticarea cancerului de prostată

Tehnici avansate de ecocardiografie susținute de inteligența artificială

Google și DeepMind doresc să creeze un ajutor pentru medici și asistente bazat pe inteligență artificială

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum