در یک پیشرفت بزرگ در زمینه زیست‌فناوری و هوش مصنوعی، گوگل دیپ‌مایند AlphaProteo را معرفی کرده است، سیستمی نوآورانه برای طراحی پروتئین‌ها. این فناوری پیشرفته می‌تواند نحوه طراحی پروتئین‌ها را به طور چشمگیری تغییر دهد و در نتیجه، تأثیرات گسترده‌ای در بخش‌های مختلف از جمله بهداشت و درمان و کاربردهای صنعتی داشته باشد.
گوگل دیپ‌مایند از یک سیستم هوش مصنوعی به نام AlphaProteo رونمایی کرده است که قادر به طراحی پروتئین‌های جدیدی است که به طور موفقیت‌آمیز با مولکول‌های هدف پیوند می‌زنند، و این می‌تواند طراحی دارو و تحقیقات بیماری‌ها را به طور چشمگیری متحول کند.
AlphaProteo قادر است پروتئین‌های پیونددهنده جدیدی برای پروتئین‌های هدف مختلف تولید کند، از جمله VEGF-A که با سرطان و عوارض دیابت مرتبط است. قابل توجه است که این اولین بار است که یک ابزار هوش مصنوعی موفق به طراحی یک پروتئین پیونددهنده برای VEGF-A شده است.
عملکرد این سیستم به ویژه چشمگیر است، به طوری که نرخ‌های موفقیت آزمایشی بالاتر و قدرت‌های پیوندی تا 300 برابر بهتر از روش‌های موجود را در هفت پروتئین هدف مورد آزمایش به دست آورده است.
گوگل دیپ‌مایند با استفاده از داده‌های وسیع پروتئین از بانک داده‌های پروتئین (Protein Data Bank) و بیش از 100 میلیون ساختار پیش‌بینی‌شده از AlphaFold، AlphaProteo را آموزش داده است تا پیچیدگی‌های پیوند مولکولی را یاد بگیرد. این سیستم با توجه به ساختار یک مولکول هدف و مکان‌های پیوند مورد نظر، پروتئین کاندیدایی طراحی می‌کند که به طور خاص در این نقاط پیوند می‌زند.
برای ارزیابی توانمندی‌های AlphaProteo، تیم تحقیقاتی پروتئین‌های پیونددهنده‌ای را برای یک دامنه گسترده از پروتئین‌های هدف طراحی کرد، از جمله پروتئین‌های ویروسی که در عفونت‌ها دخیل هستند و پروتئین‌های مرتبط با سرطان، التهاب و بیماری‌های خودایمنی. نتایج امیدوارکننده بود و نرخ‌های بالای موفقیت پیوند و قدرت‌های پیوندی برتر در میان پروتئین‌های هدف مشاهده شد.
برای مثال، زمانی که هدف پروتئین ویروسی BHRF1 قرار گرفت، 88% از مولکول‌های کاندیدای AlphaProteo در آزمایش‌های آزمایشگاهی به طور موفقیت‌آمیز پیوند زدند. به طور متوسط، پیونددهنده‌های AlphaProteo در مقایسه با بهترین روش‌های طراحی موجود، پیوندی تا 10 برابر قوی‌تر از خود نشان دادند.
عملکرد این سیستم نشان می‌دهد که می‌تواند به طور قابل توجهی زمان لازم برای آزمایش‌های اولیه involving پروتئین‌های پیونددهنده در دامنه وسیعی از کاربردها را کاهش دهد. با این حال، تیم تحقیقاتی به محدودیت‌های AlphaProteo اذعان دارد، زیرا این سیستم نتوانسته است پیونددهنده‌های موفقی برای TNFɑ (پروتئین مرتبط با بیماری‌های خودایمنی مانند آرتریت روماتوئید) طراحی کند.
برای اطمینان از توسعه مسئولانه، گوگل دیپ‌مایند با کارشناسان خارجی همکاری می‌کند تا به رویکرد مرحله‌ای خود در به اشتراک‌گذاری این کار و مشارکت در تلاش‌های جامعه برای توسعه بهترین شیوه‌ها—از جمله انجمن جدید AI Bio NTI—اطلاع‌رسانی کند.
همزمان با پیشرفت فناوری، تیم قصد دارد با جامعه علمی همکاری کند تا از AlphaProteo در مسائل زیست‌شناسی تأثیرگذار بهره‌برداری کرده و محدودیت‌های آن را درک کند. آن‌ها همچنین در حال بررسی کاربردهای طراحی دارو در Isomorphic Labs هستند.
در حالی که AlphaProteo نمایانگر یک گام مهم به جلو در طراحی پروتئین است، دستیابی به پیوند قوی معمولاً تنها اولین مرحله در طراحی پروتئین‌ها برای کاربردهای عملی است. چالش‌های بیوالژیکی زیادی در فرآیند تحقیق و توسعه باقی مانده است.
با این حال، پیشرفت‌های گوگل دیپ‌مایند پتانسیل عظیمی برای تسریع پیشرفت در دامنه وسیعی از تحقیقات، از جمله توسعه دارو، تصویربرداری سلول و بافت، درک و تشخیص بیماری‌ها، و حتی مقاومت محصولات کشاورزی در برابر آفات دارد.
نوشته رایان داوس | 6 سپتامبر 2024
درباره نویسنده
رایان داوس سردبیر ارشد در TechForge Media است و بیش از یک دهه تجربه در نوشتن روایت‌های جذاب و ساده‌سازی موضوعات پیچیده دارد. مقالات و مصاحبه‌های او با رهبران صنعت، او را به عنوان یک تأثیرگذار کلیدی در نظر سازمان‌هایی مانند Onalytica معرفی کرده است. تحت رهبری او، نشریات با تحسین شرکت‌های تحلیل‌گر نظیر Forrester به خاطر برتری و عملکردشان مورد تمجید قرار گرفته‌اند.
نظرات کاربران