Νοημοσύνη δεδομένων Πλάτωνα.
Κάθετη Αναζήτηση & Αι.

Οι Boffins αναπτύσσουν μοντέλο AI για το σχεδιασμό πρωτεϊνών για την παραγωγή συνθετικού πλάσματος αίματος

Ημερομηνία:

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης για να σχεδιάσουν νέα υλικά, συμπεριλαμβανομένων συνθετικών πρωτεϊνών για την παραγωγή πλαστού πλάσματος αίματος και βιολογικών υγρών που βρίσκονται μέσα στα κύτταρα.

Αυτές οι τεχνητές ουσίες ήταν σε θέση να υποστηρίξουν τις φυσικές πρωτεΐνες και να ενισχύσουν τις ιδιότητές τους, λένε οι ερευνητές. Το πλάσμα αίματος που παράγεται από AI, για παράδειγμα, θα μπορούσε να διαλυθεί και να διατηρήσει πραγματικούς βιοδείκτες πρωτεΐνης σε θερμοκρασίες δωματίου χωρίς την ανάγκη ψύξης. 

Όλα τα δεδομένα δείχνουν ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το πλαίσιο σχεδίασης, αυτή τη φιλοσοφία, για να δημιουργήσουμε πολυμερή σε σημείο που το βιολογικό σύστημα δεν θα μπορούσε να αναγνωρίσει αν είναι πολυμερές ή αν είναι πρωτεΐνη

Σε ένα άλλο πείραμα, ένα διάλυμα που περιείχε ένα μείγμα πλαστών πολυμερών για να μιμηθεί το κυτοσόλιο, το υγρό που βρίσκεται μέσα στα κύτταρα, παρήχθη μέσα σε δοκιμαστικούς σωλήνες. Όταν προστέθηκαν ριβοσώματα, μόρια που περιέχουν RNA, συνέχισαν να λειτουργούν κανονικά παράγοντας πρωτεΐνες σαν να λειτουργούσαν μέσα σε ένα πραγματικό κύτταρο. 

Ο Ting Xu, καθηγητής χημείας καθώς και επιστήμης και μηχανικής υλικών στο Πανεπιστήμιο του Berkeley, ηγήθηκε της έρευνας και πιστεύει ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να σχεδιάσει νέα πολυμερή για να αυξήσει τις βιολογικές πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες είναι ένας τύπος πολυμερούς, μόρια που αποτελούνται από μια ακολουθία μικρότερων, επαναλαμβανόμενων μονάδων. Στις πρωτεΐνες, τα δομικά στοιχεία είναι 20 διαφορετικά αμινοξέα. 

«Βασικά, όλα τα δεδομένα δείχνουν ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το πλαίσιο σχεδίασης, αυτή τη φιλοσοφία, για να δημιουργήσουμε πολυμερή σε σημείο που το βιολογικό σύστημα δεν θα μπορούσε να αναγνωρίσει αν είναι πολυμερές ή αν είναι πρωτεΐνη», είπε ο Xu στο μία δήλωση. «Βασικά κοροϊδεύουμε τη βιολογία. 

Το μοντέλο έμαθε να κωδικοποιεί χαρακτηριστικά χαρτογραφώντας τις δομές πρωτεΐνης στη λειτουργία τους και χρησιμοποιήθηκε για το σχεδιασμό νέων υλικών με συγκεκριμένες ιδιότητες. «Κοιτάμε τον χώρο αλληλουχίας που έχει ήδη σχεδιάσει η φύση, τον αναλύουμε, κάνουμε το πολυμερές να ταιριάζει με αυτό που έχει ήδη εξελιχθεί η φύση και λειτουργούν», είπε. είπε

«Εκπαιδεύτηκε χρησιμοποιώντας φυσικές πρωτεΐνες με ανατομή πρωτεϊνών σε μικρά τμήματα. Συγκεντρώνοντας τα χημικά χαρακτηριστικά αυτών των τμημάτων που έχουν επιλεγεί εξελικτικά, αναπτύσσουμε ένα σχέδιο για το πολυμερές να μιμείται», εξήγησε στην Το Μητρώο. 

Το σύστημα, που περιγράφεται σε ένα έγγραφο δημοσιεύθηκε στο Nature, επιτρέπει στους ερευνητές να σχεδιάσουν υβριδικά βιολογικά συστήματα ή να εμποτίσουν υπάρχοντα υλικά με νέες ιδιότητες. Οι επιστήμονες θα μπορούσαν να κατασκευάσουν νέα πλαστικά πολυμερή που αποικοδομούνται φυσικά με την πάροδο του χρόνου για να καταπολεμήσουν τα απόβλητα, για παράδειγμα, ή να αναπτύξουν συνθετικές πρωτεΐνες για την παροχή φαρμάκων ή την ενίσχυση βιολογικών διεργασιών όπως η φωτοσύνθεση. 

Ο Xu πιστεύει ότι οι επιστήμονες πρέπει να αρχίσουν να σχεδιάζουν συνθετικές πρωτεΐνες με νέους τρόπους και να δίνουν λιγότερη έμφαση στην προσπάθεια μίμησης φυσικών δομών. Σε αντίθεση με τις πραγματικές πρωτεΐνες, τα πολυμερή που κατασκευάζονται από AI αποτελούνταν από μόλις πέντε ή έξι διαφορετικά αμινοξέα, καθιστώντας τα λιγότερο περίπλοκα και ευκολότερα στη σύνθεση.

«Η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων δεν έχει εγκρίνει κανένα νέο υλικό για πολυμερή βιοϋλικά για δεκαετίες και νομίζω ότι ο λόγος είναι ότι πολλά συνθετικά πολυμερή δεν λειτουργούν πραγματικά — ακολουθούμε τη λάθος κατεύθυνση», είπε. «Δεν αφήνουμε τη βιολογία να μας πει πώς πρέπει να σχεδιαστεί το υλικό. Εξετάζουμε μεμονωμένες διαδρομές, μεμονωμένους παράγοντες και όχι ολιστικά». ®

spot_img

Τελευταία Νοημοσύνη

spot_img