فناوری دیپ‌مایند در خدمت کشف ساختار پروتئین‌ها – تی ام گیم
فناوری دیپ‌مایند در خدمت کشف ساختار پروتئین‌ها – تی ام گیم
به گزارش تی ام گیم و به نقل از لایوساینس، این برنامه منبع‌باز می‌تواند ساختار سه‌بعدی پروتئین را از روی توالی اسیدهای آمینه آن (یعنی بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها)، پیش‌بینی کند. ساختار یک پروتئین وظایف آن را دیکته می‌کند، بنابراین پایگاه داده ۲۰۰ میلیون ساختار پروتئینی شناسایی شده توسط AlphaFold این پتانسیل را دارد که به شناسایی پروتئین‌های جدیدی کمک کند که انسان‌ها می‌توانند از آنها بهره‌برداری نمایند.
برای مثال، این پایگاه داده می‌تواند حاوی پروتئین‌هایی باشد که می‌توانند به بازیافت پلاستیک کمک کنند.
پروفسور جان مک گیهان (متخصص زیست‌شناسی ساختاری در دانشگاه پورتسموث بریتانیا) می‌گوید: «مدت زیادی طول کشید تا این پایگاه داده عظیم مربوط به ساختارها را مرور کنیم. این کار باعث شد مجموعه‌ای از اشکال سه‌بعدی جدید را که قبلاً هرگز ندیده بودیم بررسی کنیم که در واقع می‌توانند پلاستیک‌ها را تجزیه کنند».
پروتئین‌ها مانند پازل‌های کوچک و غیرقابل درک هستند. آنها توسط ارگانیسم‌هایی از باکتری‌ها گرفته تا گیاهان و حیوانات تولید می‌شوند و زمانی که ساخته می‌شوند در عرض چند میلی‌ثانیه تا می‌خورند، اما ساختار آنها به قدری پیچیده است که تلاش برای حدس زدن شکل آنها تقریباً غیرممکن است.
سایروس لوینتال (زیست‌شناس مولکولی در آمریکا)، در سال ۱۹۶۹ در در یک مقاله‌ای به این پارادوکس اشاره کرد که پروتئین‌ها با وجود داشتن تعداد زیادی از پیکربندی‌های ممکن، خیلی سریع و دقیق تا می‌شوند. او تخمین زد که یک پروتئین مشخص، می‌تواند ۱۰ به توان ۳۰۰ شکل نهایی ممکن داشته باشد.
لوینتال نوشت بنابراین اگر کسی بخواهد با آزمایش هر پیکربندی یک‌به‌یک، به شکل صحیح پروتئین برسد، برای رسیدن به پاسخ درست، به زمان بیشتری از شروع مهبانگ تا کنون نیاز خواهد داشت!
گفته می‌شود اگرچه دانشمندان برای تجسم پروتئین‌ها و تحلیل ساختار آنها روش‌هایی در اختیار دارند؛ اما این کار کند و دشوار است.
بنابر گزارش نشریه نیچر، رایج‌ترین راه برای تصویربرداری از پروتئین‌ها از طریق کریستالوگرافی پرتو ایکس است که شامل تابش پرتوهای ایکس به کریستال‌های جامد پروتئین‌ها و اندازه‌گیری چگونگی پراش آنها برای تعیین نحوه آرایش پروتئین است. به گفته دیپ‌مایند، این کار تجربی، توانسته است شکل نزدیک به ۱۹۰ هزار پروتئین را ایجاد کند.
گفتنی است دیپ‌مایند سال گذشته شکل پروتئین برای هر پروتئین در بدن انسان را برای ۲۰ گونه منتشر کرده بود. اکنون، این شرکت تحقیقاتی این پیش‌بینی‌ها را به پروتئین‌ها در همه چیز گسترش داده‌اند.
نمایندگان دیپ‌مایند می‌گویند: «این به‌روزرسانی شامل ساختارهای پیش‌بینی شده برای گیاهان، باکتری‌ها، حیوانات و سایر موجودات است که فرصت‌های جدیدی را برای محققان برای استفاده از AlphaFold به‌منظور پیشبرد کار خود در مورد موضوعات مهم از جمله پایداری، ناامنی غذایی و بیماری‌های نادیده گرفته شده باز می‌کند».
روش کار آلفافولد، جمع‌آوری دانش در مورد توالی اسید آمینه و فعل و انفعالات برای تفسیر ساختارهای پروتئین است. این الگوریتم اکنون می‌تواند اشکال پروتئین را در چند دقیقه با دقتی تا سطح اتم پیش‌بینی کند.
محققان در حال حاضر از ثمره کار آلفافولد استفاده می‌کنند. این برنامه محققان را قادر می‌سازد تا در نهایت پروتئین انگل اصلی مالاریا را مشخص کنند. محققان می‌گویند این کار می‌تواند تولید واکسن علیه این بیماری را بهبود بخشد.
ویلد لیپارت (پژوهشگر زنبور عسل در دانشگاه علوم زیستی در نروژ) از آلفافولد برای آشکار کردن ساختار ویتلوژنین استفاده کرد. لازم به توضیح است که ویتلوژنین، یک پروتئین تولید مثل و ایمنی است که توسط همه حیوانات تخم‌گذار ساخته می‌شود.
لیپارت به دیپ‌مایند گفته است: «این کشف می‌تواند منجر به کشف راه‌های جدیدی برای محافظت از حیوانات تخم‌گذار مهم مانند زنبورهای عسل و ماهی‌ها در برابر بیماری شود».
