2022. 08. 02. - 10:40
Mesterséges intelligencia gyógyszerek és vakcinák előállítására
Napjainkra a mesterséges intelligencia komoly szerepet vállal a gyógykészítmények és vakcinák előállításában is. A kutatók fehérje-alkotó MI-szoftvereket fejlesztettek ki.
Manapság a technológia kellő mértékben előrehaladott ahhoz, hogy a mesterséges intelligencia segítségével akár új gyógyszereket, vakcinákat is megalkossanak a szakemberek.
Cikkünk első részében szó esett róla: a tudósok már kifejlesztettek mesterséges intelligencia-szoftvereket, amelyek fehérjéket hoznak létre.
A továbbiakban arról tájékozódhatunk, miként is működnek ezek a valóságos helyzetekben.
A könyvek és a fehérjék egyaránt felfoghatók hosszú betűsorozatként – magyarázza Jue Wang, a kutatás vezetője, a Washingtoni Rgyetem posztdoktor tudósa.
A mesterséges intelligencia komoly szerepet vállal a gyógykészítmények és vakcinák előállításában
„A fehérjék esetében minden betű egy aminosav kémiai építőelemnek felel meg. Az aminosavak véletlenszerű láncától kezdve a szoftver újra és újra mutálja a szekvenciát, amíg létre nem jön a kívánt funkciót kódoló, végső szekvencia. Ezek a végső aminosavszekvenciák olyan fehérjéket kódolnak, amelyeket aztán lehet laboratóriumban előállítani és tanulmányozni.”
A kutatócsoport kimutatta, hogy a neurális hálózatok néhány másodperc alatt képesek pótolni a fehérjeszerkezet hiányzó darabjait. Az ilyen szoftverek segíthetnek az új gyógyszerek kifejlesztésében.
Joseph Watson, az UW Medicine posztdoktori tudósa megjegyezte: az automatikus kiegészítéssel vagy „fehérje befestéssel” azokkal a kulcsfontosságú tulajdonságokkal kezdik a munkát, amelyeket egy új fehérjében látni szeretnének, majd hagyják, hogy a szoftver előállítsa a többit. Ezek a funkciók lehetnek ismert kötődési motívumok vagy akár enzimaktív helyek is.
A laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy sok hallucináció és festés által generált fehérje rendeltetésszerűen működött. Ez magában foglalta azokat az új fehérjéket, amelyek képesek megkötni a fémeket és azokat is, amelyek megkötik a rákellenes PD-1 receptort.
Az új neurális hálózatok akár egy másodperc alatt is többféle fehérjét képesek létrehozni. Néhányan potenciális vakcinákat tartalmaznak a halálos légúti syncytial vírus vagy RSV ellen.
Minden vakcina működésének alapja az, hogy egy kórokozó bemutatja egy darabját az immunrendszernek.
A tudósok gyakran tisztában vannak azzal, melyik darab működne a legjobban, de a kívánt molekulaformát elérő vakcina létrehozása kihívást jelenthet. Az új neurális hálózatok segítségével a csapat arra késztetett egy számítógépet, hogy új fehérjéket hozzon létre, amelyek végső szerkezetük részeként tartalmazzák a szükséges kórokozó fragmentumot. A szoftver szabadon hozhatott létre bármilyen alátámasztó struktúrát a kulcsfragmentum körül, melyből így számos potenciális vakcina származott - különböző molekulaformával.
A laboratóriumi tesztelés során a kutatócsoport felfedezte, hogy az RSV elleni ismert antitestek három hallucinált fehérjéhez tapadtak. Ez megerősíti, hogy az új fehérjék felvették tervezett formájukat – ez arra utal, ogy életképes vakcinajelöltek lehetnek, melyek arra késztethetik a szervezetet, hogy saját, nagyon specifikus antitesteket állítson elő.
A szakemberek megjegyzik: természetesen még szükség van további vizsgálatokra.
A nagy aktivitású enzimek tervezése például még mindig komoly kihívást jelent.
A kutatók azonban megjegyzik: módszereik minden hónapban egyre jobbak. A mély tanulás az elmúlt 2 évben megváltoztatta a fehérjeszerkezet előrejelzését - most a fehérjetervezés hasonló átalakulásának közepén tartanak.
L.A.
