เหนือกว่า AlphaFold: AI เก่งในการสร้างโปรตีนใหม่

ในช่วงสองปีที่ผ่านมา แมชชีนเลิร์นนิงได้ปฏิวัติการทำนายโครงสร้างโปรตีน ขณะนี้มีการปฏิวัติที่คล้ายกันในการออกแบบโปรตีน นักชีววิทยาแสดงให้เห็นว่าการเรียนรู้ของเครื่องสามารถใช้เพื่อสร้างโมเลกุลโปรตีนได้แม่นยำและรวดเร็วกว่าที่เคยเป็นมา ด้วยการสร้างโปรตีนใหม่ที่มีประโยชน์ซึ่งไม่พบในธรรมชาติ พวกเขาหวังว่าความก้าวหน้านี้จะนำไปสู่วัคซีน การรักษา เครื่องมือในการดักจับคาร์บอน และวัสดุชีวภาพที่ยั่งยืนใหม่ๆ ในเอกสารฉบับใหม่นี้ นักชีววิทยาจาก University of Washington School of Medicine แสดงให้เห็นว่าการเรียนรู้ของเครื่องสามารถใช้เพื่อสร้างโมเลกุลโปรตีนได้แม่นยำและรวดเร็วกว่าที่เคยเป็นมา นักวิทยาศาสตร์หวังว่าความก้าวหน้านี้จะนำไปสู่วัคซีนใหม่ๆ การรักษา เครื่องมือในการดักจับคาร์บอน และวัสดุชีวภาพที่ยั่งยืน

สมาร์ตโฟน

"โปรตีนเป็นพื้นฐานทางชีววิทยา แต่เรารู้ว่าโปรตีนทั้งหมดที่พบในพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ทุกชนิดมีส่วนประกอบน้อยกว่าร้อยละ 1 ของทั้งหมดที่เป็นไปได้ ด้วยเครื่องมือซอฟต์แวร์ใหม่เหล่านี้ นักวิจัยควรจะสามารถค้นหาวิธีแก้ปัญหาในระยะยาว - ความท้าทายที่ยืนหยัดในด้านการแพทย์ พลังงาน และเทคโนโลยี" David Baker ผู้เขียนอาวุโส ศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีแห่ง University of Washington School of Medicine และผู้ได้รับรางวัล Breakthrough Prize in Life Sciences ประจำปี 2021 กล่าว โปรตีนมักถูกเรียกว่าเป็น "ส่วนประกอบสำคัญของชีวิต" เพราะจำเป็นต่อโครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด พวกมันมีส่วนร่วมในแทบทุกกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ รวมถึงการเจริญเติบโต การแบ่งตัว และการซ่อมแซม โปรตีนประกอบด้วยสารเคมีสายยาวที่เรียกว่ากรดอะมิโน ลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนจะเป็นตัวกำหนดรูปร่างสามมิติของมัน รูปร่างที่ซับซ้อนนี้มีความสำคัญต่อการทำงานของโปรตีน เมื่อเร็ว ๆ นี้ อัลกอริทึมแมชชีนเลิร์นนิงอันทรงพลังซึ่งรวมถึง AlphaFold และ RoseTTAFold ได้รับการฝึกอบรมให้ทำนายรูปร่างโดยละเอียดของโปรตีนตามธรรมชาติโดยอิงจากลำดับกรดอะมิโนเท่านั้น การเรียนรู้ของเครื่องเป็นปัญญาประดิษฐ์ประเภทหนึ่งที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้จากข้อมูลโดยไม่ต้องตั้งโปรแกรมไว้อย่างชัดเจน แมชชีนเลิร์นนิงสามารถใช้สร้างแบบจำลองปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนซึ่งยากเกินกว่าที่มนุษย์จะเข้าใจได้