AI Bulgaria

От AlphaFold до Genie: AI води революцията в биологичните изследвания

Genie

Научният свят е в постоянен процес на развитие, като непрекъснато ни изненадва с иновации, променящи нашето виждане на света и отварящи врати към неизследваното. В този динамичен процес, изкуственият интелект заема ключово място. Той води до революционни промени в начина, по който разбираме протеините, отваряйки възможности за научни открития и технологични иновации.

AlphaFold: Разгадаване на Структурата на Протеините

Една иновация, която привлече особено внимание на технологичнта общност и медиите през последните години, е AlphaFold – революционен инструмент, разработен в лабораториите на Google DeepMind.

През 2021 г., този инструмент реши един от най-заплетените научни проблеми, с който учените се бореха почти цяло столетие – определянето на тримерната структура на протеините чрез тяхната аминокиселинна последователност.

Впечатляващото в този успех е, че AlphaFold успя да определи структурите на всичките 200 милиона протеина, известни на човечеството, и то за изключително кратък период от време.

Демис Хасабис, един от създателите на DeepMind, заяви, че с традиционни методи това би отнело около 1 милиард години, докато изкуственият интелект го постигна само за няколко месеца. Този изключителен напредък в науката не само подчертава потенциала на изкуствения интелект, но и поставя нов стандарт в биологичните изследвания. Но какво означава това за научната общност?

Протеините играят ключова роля във функционирането на всички живи организми. Те участват във всяка клетъчна функция – от транспорта на кислород в кръвта до борбата с инфекции. Разбирането на тяхната структура е от съществено значение за разбирането на тяхната функция и за разработването на нови лекарства и терапии.

Работите на сляпо, ако не знаете как изглежда протеинът. Ако искате да модифицирате протеин, например с лекарство, всичко е много по-ясно, когато имате структурата

-споделя Катрин Тунясувунакул, научен изследовател в DeepMind, която беше част от екипа, създал AlphaFold.

Genie: Революционен модел на изкуствен интелект за дизайн на протеини

AlphaFold постави началото на нова ера в биологичните изследвания, и вдъхнови множество учени да открият потенциала на изкуствения интелект в областта на молекулярната биология.

Един от тях, Мохамед АлКураиши от Колумбийския университет в Ню Йорк, въвежда революционен модел, наречен Genie. Този генеративен модел на изкуствен интелект, не просто предсказва структурата на протеините, но и създава напълно нови, които досега не са съществували в природата.

Ако можеш да решиш проблема със сгъването на протеините, защо да не създадеш напълно нови протеини?

– задава въпросът АлКураиши.

АлКураиши и неговият екип са разработили Genie, като са съчетали методиката на AlphaFold с генеративните техники, характерни за алгоритми като MidJourney. Този подход напомня начина, по който изкуствен интелект се обучава да създава изображения на човешки лица: започвайки от основни черти и преминавайки към детайлите.

При протеините, Genie първо анализира взаимодействията между аминокиселините, след което предсказва атомните структури на нови протеини.

И докато някои алгоритми измислят изображения на измислени лица, Genie изработва модели на протеини, които до момента са били неизвестни за науката.

Цифровите протеини: Pеволюция в науката

Светът на науката може да бъде коренно променен от новото поколение AI инструменти, и според Тунясувунакул, Genie представлява именно такава революционна промяна.

Генеративните инструменти за проектиране на протеини създават връзка между структурната организация и функционалната роля на протеините. Те дават възможност на научния свят да разкрие тайните, стоящи зад комплексни процеси, като например натрупването на възли от тау протеини в невроните – процес, водещ до развитието на болестта Алцхаймер.

Използването на генеративни инструменти за дизайн на протеини открива нови перспективи в изследването на сложните протеинови взаимодействия. Те не само разкриват причинно-следствени връзки, но също така предлагат потенциални терапевтични стратегии, както и ни отвеждат до разбирането на древни биологични мистерии.

С помощта на изкуствения интелект можем да разгадаем еволюционната история на протеиновите структури през последните 4 милиарда години

– АлКураиши.

Изследванията на протеиновите структури преобразуват нашето разбиране за биологичните процеси на клетъчно ниво. Разработването на лекарства изисква дълбоко разбиране за протеините, към които те се целят.

Когато проектирате лекарство, много е полезно да знаете структурата на протеина. Тя ни показва как лекарството се свързва с протеиновите мишени и как се държи по време на взаимодействието

– подчерта АлКураиши.

АлКураиши е оптимистичен относно потенциала на AI да преобрази медицината. Въпреки това, той счита, че някои от най-бързите приложения на AI ще се проявят в области като енергетиката, околната среда и селскостопанството.

Можем да създаваме нови ензими, които разграждат замърсители и пластмаси. Очаквам по-бърз ефект тук, защото регулативните бариери са по-ниски.

Преобразяване на Биологията чрез Изкуствен Интелект: Предизвикателства и Възможности за Бъдещето

Текущите AI решения, като AlphaFold и Genie, имат своите ограничения, но вече се работи усилено за преодоляването им.

Докато можем да моделираме статични протеинови структури, протеините в природата са много по-динамични. Тази динамика все още е извън обхвата на съществуващите AI инструменти. Работим усилено, за да намерим решение и на този проблем

– споделя Мохамед АлКураиши.

Този анализ подчертава важността на изкуствения интелект в биологичните изследвания и потенциала му да преобрази медицината, енергетиката, околната среда и селскостопанството. Създаването на нови инструменти и методики може да бъде стъпка към създаване на по-прогресивно и устойчиво бъдеще, в което изкуственият интелект служи на човечеството, а не го застрашава.

Целта на AIBulgaria.com е да предоставя актуална и стойностна информация от света на изкуствения интелект (AI). Последвайте ни в социалните мрежи – Facebook, Instagram, Twitter и LinkedIn. Също така, може да се присъедините към нашия Discord сървър!

Остави коментар


The reCAPTCHA verification period has expired. Please reload the page.

Абонирайте се за нашите седмични бюлетини

Получавайте всяка неделя в 10:00ч последно публикуваните в сайта статии

Бюлетини: