Inborş

Tot ce-i mai interesant

  • Lume
  • Ştiinţă
  • Universul
  • Curiozităţi
  • Istorie
  • Natură
  • Sănătate
  • Tehnologii

Unul dintre cele mai mari mistere ale biologiei „a fost rezolvat” de IA

decembrie 4, 2020 by Vladimir Moşoglu Leave a Comment

Structurile unei proteine ​​care au fost prezise de inteligența artificială (albastru) și determinate experimental (verde) se potrivesc aproape perfect. DEEPMIND

Unul din cele mai mare mistere ale biologiei a fost rezolvat cu ajutorul Inteligenței Artificiale (IA), au anunțat experții.

Prezicerea modului în care o proteină se împreunează într-o formă tridimensională unică i-a nedumerit pe oamenii de știință timp de o jumătate de secol.

Laboratorul de IA din Londra, DeepMind, a rezolvat în mare măsură problema, au declarat organizatorii unei provocări științifice.

O mai bună înțelegere a formei proteinei ar putea juca un rol esențial în dezvoltarea medicamentelor noi pentru tratarea bolilor.

Vedeţi şi: Posibil a fost descoperită forma primei proteine ce a dat start vieții

Progresul laboratorului DeepMind, deținut de Google, se așteaptă să accelereze cercetarea unei serii de boli, inclusiv Covid-19.

Programul lor a determinat forma proteinelor la un nivel de precizie comparabil cu metodele de laborator costisitoare şi de lungă durată, au spus unii oameni de știință independenți.

Dr. Andriy Kryshtafovych, de la Universitatea Davis din California, SUA, unul dintre membrii grupului de examinatori științifici, a descris realizarea drept (en) „cu adevărat remarcabilă”.

„Abilitatea de a examina rapid şi precis forma proteinelor are potențialul de a revoluţiona științele naturale”, a spus el.

Vedeţi şi: Oamenii de știință pretind că au găsit pentru prima dată o proteină extraterestră într-un meteorit

Ce sunt proteinele?

Proteinele sunt prezente în toate viețuitoarele, unde joacă un rol central în procesele chimice esențiale pentru viață.

Alcătuite din șiruri de aminoacizi, ele se pliază într-un număr infinit de moduri de forme complicate ce dețin cheia modului în care îşi îndeplinesc funcţiile vitale.

Video (en): Cum se pliază proteinele?

Multe boli sunt legate de rolul proteinelor în catalizarea reacțiilor chimice (enzime), combaterea bolilor (anticorpi) sau acționarea lor ca mesageri chimici (hormoni precum insulina).

Vedeţi şi: Sfârşitul îmbătrânirii şi cancerului? Oamenii de știință dezvăluie structura enzimei “nemurirei”, telomeraza

„Chiar şi rearanjările minuscule ale acestor molecule vitale, pot avea efecte catastrofale asupra sănătății noastre, respectiv una dintre cele mai eficiente modalități de a înțelege boala şi de a găsi noi tratamente este studierea proteinelor implicate”, a spus (en) dr. John Moult de la Universitatea din Maryland, SUA, președintele grupului de examinatori științifici.

„Există zeci de mii de proteine umane şi multe miliarde la alte specii, inclusiv la bacterii şi viruși, dar pentru determinarea formei doar a unei singure este nevoie de echipament scump şi de mulți ani”.

Vedeţi şi: Există mai mulți viruși decât stele în univers. De ce doar unii ne infectează?

Cum funcționează provocarea?

În anul 1972, Christian Anfinsen a primit un premiu Nobel pentru lucrarea sa, arătând că ar trebui să existe o posibilitate de a determina forma proteinelor în baza secvenței blocurilor lor de aminoacizi.

La fiecare doi ani, zeci de echipe din peste 20 de ţări încearcă să prezică orbește, folosind computerele, forma unui set de aproximativ 100 de proteine doar din secvențe de aminoacizi.

În același timp, structurile 3-D sunt elaborate în laborator de către biologi prin intermediul tehnicilor tradiționale precum cristalografia cu raze X şi spectroscopia RMN, care determină locația relativă a fiecărui atom unul faţă de altul în proteina moleculei.

Apoi, o echipă de oameni de știință de la CASP (Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction) compară aceste predicții cu structurile 3D aranjate folosind metode experimentale.

CASP folosește o metrică cunoscută sub numele de test la distanţă globală pentru a evalua acuratețea, care variază de la 0 la 100.

Un scor de aproximativ 90, pe care l-a atins programul AlphaFold al DeepMind, este considerat comparabil cu tehnicile de laborator.

Video (en): Realizarea programului AlphaFold

Ce s-a întâmplat anul acesta?

În cea mai recentă rundă a provocării, CASP-14, AlphaFold a determinat forma a aproximativ două treimi din proteine cu o precizie comparabilă cu experimentele de laborator.

Evaluatorii au spus că acuratețea atinsă în cazul celorlaltelor proteine, de asemenea, a fost ridicată, deși nu chiar la același nivel.

AlphaFold se bazează pe un concept numit învățare profundă (deep learning).

În acest proces, structura unei proteine pliate este prezentată ca un grafic spațial.

Apoi, programul „învață” folosind informații despre formele 3-D ale proteinelor cunoscute, deținute într-o bază de date globală (en).

Programul IA a reușit să facă în câteva zile ceea ce pe banca laboratorului era să dureze ani.

DeepMind este o companie şi un laborator de cercetare, cunoscut cel mai mult pentru jocurile complexe IA cu posibilități supraomenești.

Ea a fost achiziționată de Google în 2014.

Vedeţi şi: O nouă metodă radicală poate edita direct celulele umane pentru a remedia bolile genetice

Cum va fi utilizată această informație?

Cunoașterea structurii 3D au unei proteine este importantă în proiectarea medicamentelor şi înţelegerea bolilor umane, inclusiv a cancerului, demenței, şi a bolilor infecțioase.

Un exemplu este Covid-19, la care oamenii de știință au studiat modul în care proteina Spike de pe suprafața virusului Sars-Cov-2 interacționează cu receptorii din celulele umane.

Vedeţi şi: Oamenii de știință dezvăluie cum noul coronavirus pătrunde în celulele umane

Prof. Andrew Martin de la University College London (UCL), fost participant şi evaluator CASP, a declarat pentru BBC News: „Înțelegerea modului în care o secvență proteică se pliază în trei dimensiuni, este într-adevăr una dintre întrebările fundamentale ale biologiei.

Întregul mod în care funcționează o proteină depinde de structura sa tridimensională, iar activitatea ei este legat de tot ceea ce privește sănătatea şi boala”.

„Cunoscând structurile tridimensionale ale proteinelor, putem ajuta la proiectarea medicamentelor şi să intervenim în cazul problemelor cu sănătatea, indiferent de faptul dacă sunt infecții sau boli moștenite”.

Modul în care proteinele se pliază pentru a crea „structuri tridimensionale extraordinar de unice” este unul dintre cele mai mari mistere ale biologiei, a declarat prof. Dame Janet Thornton de la institutul European de Bioinformatică EMBL din Hinxton, Marea Britanie.

„O mai bună înțelegere ale structurilor proteinelor şi capacitatea de a le prezice folosind un computer înseamnă o mai bună cunoaștere a vieții, a evoluției şi, desigur, a sănătății umane şi a bolilor”, a explicat ea.

Vedeţi şi: Prima viaţă pe Pământ: Oamenii de ştiinţă au descoperit o structură proteică capabilă de auto-replicare

Ce va urma?

Alţi oameni de știință vor dori să se uite la date pentru a determina cât de exactă este metoda IA şi cât de bine îi reușește la un nivel foarte detaliat.

Mai există încă lacune în cunoașterea proteinelor, aşa precum stabilirea modului în care mai multe proteine se potrivesc împreună şi felul în care ele interacționează cu alte molecule, cum ar fi ADN-ul şi ARN-ul.

„Acum, când în mare măsură, problema a fost rezolvată pentru proteinele separate, este deschisă calea pentru dezvoltarea de noi metode de determinare a formei proteinelor complicate — colecții de proteine ce funcționează împreună pentru a forma o mare parte din mecanismele vieții şi pentru alte aplicații”, a spus dr. Kryshtaforvych.

Filed Under: Natură, Sănătate, Tehnologii, Ultimele articole Tagged With: biologie, descoperiri, genetică

About Vladimir Moşoglu

Experimentez: Search Engine Optimization, Digital Marketing, Structură Informaţională a web - siturilor.

În continue căutare de lucruri interesante şi utile din întreaga lume.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

Cele mai populare astăzi

  • Fructe exotice - Durian
    Curiozităţi, Lume, Natură, Ultimele articole
    23 fructe exotice ciudate de care veţi fi cu sigu...
  • Curiozitati despre pasari - Onagadori
    Curiozităţi, Natură, Ultimele articole
    51 Curiozităţi despre păsări
  • Curiozităţi despre Polul Nord
    Curiozităţi, Lume, Ultimele articole
    Curiozităţi despre Polul Nord şi informaţii intere...
  • Musée Grévin - monumente şi obiective turistice din Franţa
    Lume, Ultimele articole
    20 Cele mai vizitate monumente şi obiective turist...
  • Curiozităţi despre sistemul solar
    Ultimele articole, Universul
    10 curiozități despre sistemul solar
  • Albatrosul - animale din antarctica
    Curiozităţi, Lume, Natură, Ultimele articole
    23 Animale din Antarctica şi Polul Sud
  • Curiozitati despre China
    Curiozităţi, Lume, Ultimele articole
    75 de curiozităţi despre China care vă vor surprin...

Ultimele interesante

Omul Dragon — posibil o nouă specie

Descoperirea craniului „Dragon Man” în China ar putea adăuga noi specii în arborele genealogic uman

iunie 27, 2021

Muon g-2 — dovezi „convingătoare” a unei noi forțe a naturii

Muonii — dovezi „convingătoare” a unei noi forțe a naturii

aprilie 9, 2021

Materia întunecată ar putea fi făcută din găurile negre de la începuturile timpului

aprilie 4, 2021

Idolul Shigir — cea mai veche statuie de lemn din lume

Cea mai veche statuie de lemn din lume are o vechime de peste 7000 de ani

aprilie 2, 2021

Cern — dovezi ale unei noi fizici

Dovezi ale unei noi fizici la Cern? Indici a unei noi forțe a naturii

martie 28, 2021

Gaură de vierme traversabilă

Găurile de vierme din Univers sunt pe deplin traversabile, arată noile calcule

martie 21, 2021

Fulguritul creat de fulgere ar fi putut provoca viața pe Pământ

Fulgerele străvechi ar fi putut provoca viaţa pe Pământ

martie 20, 2021

Taguri

alimentaţie sănătoasă anatomie animale antropologie arheologie astrofizică astronomie biologie cancer chimie civilizaţii cosmologie cosmonautică creier cuantică curiozităţi curiozităţi biologie curiozităţi din lume curiozităţi istorice curiozităţi ştiinţifice descoperiri descoperiri arheologice ecologie Egipt energie regenerabilă evoluţie exoplanete explorare fizică galaxii genetică geografie geologie găuri negre imagini din natura invenţii marte medicină paleontologie planete sistem solar turism util viaţă pe alte planete zboruri spaţiale

Alte articole interesante

Peşterile de cristale Naica susţin viaţă care doarme de zeci de mii de ani

Colonizare Marte: deja au aplicat 200,000 oameni

Galaxia inel AM 0644-741 ne-a relevat ceea ce se întâmplă atunci când o galaxie trece prin alta mai masivă

O femeie a murit din cauza unor bacterii rezistente la toate antibioticele

Hubble a fixat o exoplanetă ciudată cu o orbită foarte îndepărtată ce se comportă ca mult căutata „Planeta Nouă”

  • Politica de confidenţialitate

Natură

Pentru prima dată, materia organică crucială pentru viață a fost găsită pe suprafața unui asteroid

Câmpul magnetic al Pământului s-a răsturnat 42 000 mii de ani în urmă. Consecințele au fost dramatice

Tot mai multe dovezi arată că viața pe Pământ a început nu doar de la ARN

Noul dinozaur masiv descoperit, ar putea fi cea mai mare creatură ce a călcat vreodată pe Pământ

Continue oare oamenii să evolueze? Oamenii de știință răspund

Categorii

  • Artă (14)
  • Curiozităţi (68)
  • Istorie (111)
  • Lume (164)
  • Natură (171)
  • Poza zilei (24)
  • Sănătate (146)
  • Ştiinţă (256)
  • Tehnologii (115)
  • Ultimele articole (817)
  • Universul (261)

© 2025 Toate drepturile rezervate · Inbors.com · Construit pe Genesis Framework

sponsored