دانشمندان از الگوریتم های هوش مصنوعی برای طراحی مواد جدید، از جمله پروتئین های مصنوعی برای ساخت پلاسمای خون تقلبی و مایعات بیولوژیکی موجود در داخل سلول ها استفاده می کنند.
به گفته محققان، این مواد مصنوعی قادر به حمایت از پروتئین های طبیعی و تقویت خواص آنها بودند. به عنوان مثال، پلاسمای خون ساخته شده با هوش مصنوعی می تواند بیومارکرهای پروتئین واقعی را در دمای اتاق بدون نیاز به یخچال حل کرده و نگه دارد.
همه داده ها نشان می دهد که ما می توانیم از این چارچوب طراحی، این فلسفه، برای تولید پلیمرها تا حدی استفاده کنیم که سیستم بیولوژیکی قادر به تشخیص پلیمر یا پروتئین بودن آن نباشد.
در آزمایش دیگری، محلولی حاوی مخلوطی از پلیمرهای تقلبی برای تقلید از سیتوزول، مایع موجود در داخل سلول ها، در داخل لوله های آزمایش تولید شد. وقتی ریبوزومها، مولکولهای حاوی RNA، اضافه شدند، به عملکرد طبیعی خود ادامه دادند و پروتئینهایی تولید کردند که گویی در داخل یک سلول واقعی کار میکنند.
تینگ زو، استاد شیمی و همچنین علوم و مهندسی مواد در دانشگاه برکلی، این تحقیق را رهبری کرد و معتقد است که هوش مصنوعی میتواند پلیمرهای جدیدی را برای تقویت پروتئینهای بیولوژیکی طراحی کند. پروتئین ها نوعی پلیمر هستند، مولکول هایی که از توالی واحدهای کوچکتر و تکرار شونده تشکیل شده اند. در پروتئین ها، بلوک های سازنده 20 اسید آمینه مختلف هستند.
ژو در ادامه گفت: اساساً همه دادهها نشان میدهند که ما میتوانیم از این چارچوب طراحی، این فلسفه، برای تولید پلیمرها استفاده کنیم تا جایی که سیستم بیولوژیکی قادر به تشخیص پلیمر یا پروتئین بودن آن نباشد. بیانیه. ما اساساً زیست شناسی را فریب می دهیم.
این مدل یاد گرفت که ویژگیهایی را که ساختارهای پروتئین را با عملکرد آنها نگاشت میکند، رمزگذاری کند و برای طراحی مواد جدید با ویژگیهای خاص مورد استفاده قرار گرفت. خو به فضای دنبالهای که طبیعت قبلاً طراحی کرده است نگاه میکنیم، آن را تجزیه و تحلیل میکنیم، پلیمر را با آنچه طبیعت قبلاً تکامل یافته مطابقت میدهیم، و آنها کار میکنند. گفت:.
"این با استفاده از پروتئین های طبیعی با تشریح پروتئین ها به بخش های کوتاه آموزش داده شد. با ادغام ویژگیهای شیمیایی این بخشها که به صورت تکاملی انتخاب شدهاند، ما طرحی را برای تقلید پلیمر ایجاد میکنیم.» ثبت نام.
سیستم، در یک مقاله توضیح داده شده است منتشر شده در Nature، به محققان اجازه می دهد تا سیستم های بیولوژیکی ترکیبی را طراحی کنند یا مواد موجود را با خواص جدید آغشته کنند. دانشمندان می توانند پلیمرهای پلاستیکی جدیدی بسازند که به طور طبیعی در طول زمان برای مبارزه با ضایعات تجزیه می شوند، به عنوان مثال، یا پروتئین های مصنوعی برای تحویل داروها یا تقویت فرآیندهای بیولوژیکی مانند فتوسنتز توسعه دهند.
Xu معتقد است که دانشمندان باید شروع به طراحی پروتئین های مصنوعی به روش های جدید کنند و تاکید کمتری بر تلاش برای تقلید از ساختارهای طبیعی داشته باشند. برخلاف پروتئینهای واقعی، پلیمرهای ساختهشده با هوش مصنوعی تنها از پنج یا شش اسید آمینه مختلف تشکیل شدهاند که باعث میشود آنها پیچیدهتر و سنتز آنها آسانتر شود.
او گفت: "اداره غذا و دارو برای چندین دهه هیچ ماده جدیدی را برای بیومواد پلیمری تایید نکرده است، و من فکر می کنم دلیل آن این است که بسیاری از پلیمرهای مصنوعی واقعاً کار نمی کنند - ما مسیر اشتباهی را دنبال می کنیم." ما اجازه نمی دهیم که زیست شناسی به ما بگوید که مواد چگونه باید طراحی شوند. ما به مسیرهای فردی، عوامل فردی نگاه می کنیم و به طور کلی به آن نگاه نمی کنیم.» ®
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- منبع: https://go.theregister.com/feed/www.theregister.com/2023/03/22/ai_model_design_proteins/