2022. 07. 26. - 10:40
Gyógyszerek és vakcinák előállítására képezik a mesterséges intelligenciát
Mára komoly szerepet kapott a mesterséges intelligencia gyógykészítmények, vakcinák készítésében. A folyamat meglehetősen izgalmas.
A technológia előrehaladásának köszönhetően napjainkra mesterséges intelligenciát képeznek ki a biológusok arra, hogy gyógyszereket és vakcinákat állítsanak elő.
A tudósok olyan mesterséges intelligencia szoftvereket fejlesztettek k, amelyek fehérjéket hozhatnak létre, s ezek hasznosak lehetnek vakcinaként, rákkezelésként vagy akár a szénszennyezés levegőből eltávolítására szolgáló eszközként is.
A Science folyóiratban megjelent kutatást a Washingtoni Egyetem (UW) Orvostudományi Kara és a Harvard Egyetem vezette.
„A természetben talált fehérjék kétségtelenül csodálatos molekulák, ám a tervezett fehérjék sokkal többre képesek - mondta David Baker vezető szerző, a Howard Hughes Medical Institute (HHMI) szervezet kutatója és a Washingtoni Egyeteme biokémia professzora. – Jelen munkánk során megmutatjuk, hogy a gépi tanulás segítségével sokféle funkcióval rendelkező fehérjék tervezhetők.”
Gyógyszerek és vakcinák előállítására képezik a mesterséges intelligenciát
A tudósok évtizedek óta használnak számítógépeket fehérjék megtervezésére. Egyes fehérjéket, például az antitesteket és a szintetikus kötőfehérjéket a koronavírus leküzdésére szolgáló gyógyszerekké alakították át. Másokat - például az enzimeket -, az ipari gyártás segítésére alkalmazzák.
Egyetlen fehérjemolekula gyakran több ezer kötött atomot tartalmaz; még speciális tudományos szoftverekkel is nehéz tanulmányozni és megtervezni őket.
A kutatókat inspirálta, hogy a gépi tanulási algoritmusok tudnak történeteket vagy akár képeket generálni csupán iránymutatásokból, a tudóscsapat hasonló szoftver készítéséhez fogott hozzá új fehérjék tervezésére.
„Az ötlet ugyanaz volt: a neurális hálózatokat meg lehet tanítani arra, hogy meglássák az adatokban lévő mintákat. Ha már betanították őket, rákérdezhetünk, tud-e elegáns megoldást létrehozni egy adott témában. Az eredmények gyakran lenyűgözőek” – mondta Joseph Watson, vezető szerző, az UW Medicine posztdoktor tudósa.
A kutatócsoport több neurális hálózatot képezett ki a Protein Data Bank információinak felhasználásával, amely több százezer fehérjeszerkezet nyilvános tárháza - az élet minden területéről. Az így létrejött neurális hálózatok még az őket létrehozó tudósokat is meglepték.
A csapat két megközelítést dolgozott ki az új funkciókkal rendelkező fehérjék tervezésére. Az első, az ún. „hallucináció” a DALL-E-hez vagy más generatív mesterséges intelligencia-eszközökhöz hasonlít, amelyek egyszerű utasítások alapján új kimenetet állítanak elő. A második, az „inpainting” elnevezésű, a modern keresősávokban és e-mail kliensekben található automatikus kiegészítési funkcióra emlékeztet.
„A legtöbb ember képes új képeket készíteni macskákról, vagy beírni egy bekezdést a gépbe pár szó, támpont alapján - de a fehérjetervezés révén az emberi agy nem tudja megtenni azt, amit a számítógépek igen - magyarázta Jue Wang, a kutatás vezetője, az UW Medicine posztdoktori tudósa. - Az emberek egyszerűen nem tudják elképzelni, hogyan nézhet ki a megoldás.
Most azonban olyan gépeket állítottunk be, amelyek igen.”
Annak elmagyarázására, miként hallucinálnak a neurális hálózatok egy új fehérjét, a csapat azzal hasonlítja össze, mintha egy könyvet írnánk.
A cikket folytatjuk.
L.A.
