حل الذكاء الاصطناعي واحدة من أصعب المشاكل في علم الأحياء

تم حل المشكلة العلمية الطويلة الأمد والمعقدة للغاية المتعلقة بهيكل وسلوك البروتينات بواسطة نظام الذكاء الاصطناعي الجديد AlphaFold. أظهر علماء DeepMind أن الذكاء الاصطناعي الذي ينشئونه يمكن أن يتنبأ ببروتينات الشكل ثلاثية الأبعاد التي ستتشكل من تسلسل الأحماض الأمينية.

ظل توقع الشكل ثلاثي الأبعاد الذي سيتخذه البروتين لغزًا للعلماء لمدة نصف قرن. إن القدرة على التنبؤ بدقة ببنية البروتينات بناءً على تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بها ستكون بمثابة نعمة عظيمة لعلوم الحياة والطب. وسيسرع بشكل كبير الجهود المبذولة لفهم اللبنات الأساسية للخلايا وتمكين الأدوية الجديدة من التطور بسرعة أكبر.

الفريق من العقل العميق لقد تعامل الذكاء الاصطناعي المطور مع المشكلة. إنها شركة تابعة لـ Google حققت العديد من النجاحات في تطوير خوارزميات متقدمة. قبل بضع سنوات فعلت برنامج AlphaGo لعب سيد الذهاب عدة مرات. تبين أن أحد ذكاءهم الاصطناعي الآخر ، المعروف باسم AlphaStar ، كان أفضل من 99,8٪ من اللاعبين في لعبة الإستراتيجية في الوقت الفعلي StarCraft II. ومع ذلك ، فإن تحقيق الذكاء الاصطناعي الجديد - AlphaFold - يتفوق على النتائج الجيدة في الألعاب.

AlphaFold

اتخذ AlphaFold خطوة عملاقة نحو حل أحد أكبر التحديات في علم الأحياء - تحديد الشكل ثلاثي الأبعاد للبروتين بناءً على تسلسل الأحماض الأمينية. ساد الذكاء الاصطناعي الذي طوره فريق أبحاث DeepMind في مسابقة CASP كل سنتين (التقييم النقدي للتنبؤ بالهيكل) مقابل حوالي 100 فريق آخر لتطوير أنظمة يمكنها التنبؤ بأشكال البروتين ثلاثي الأبعاد. في المسابقة ، تتلقى فرق البحث متواليات من الأحماض الأمينية لحوالي 100 بروتين ومن المفترض أن تطور بنيتها على هذا الأساس.

يتم مقارنة النتائج التي حققتها الفرق بنتائج العمل المخبري.
أعجب الخبراء بالعمل الذي قامت به AlphaFold. وأشاروا إلى أن هذا سيكون له آثار بعيدة المدى ، بما في ذلك التسريع الجذري للأدوية الجديدة. - ما حققه فريق DeepMind رائع وسيغير مستقبل البيولوجيا الهيكلية وأبحاث البروتين "، كما تقول جانيت ثورنتون ، المديرة المتقاعدة للمعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية. - كانت هذه مشكلة منذ 50 عامًا. اعتقدت أنها ستعمل على وأضاف جون مولت من جامعة ماريلاند في شادي جروف وأحد مؤسسي CASP.

شاركت AlphaFold لأول مرة في CASP في عام 2018. احتلت المركز الأول على الطاولة النهائية للمسابقة. لكن خوارزميات DeepMind في لندن أذهلت الجميع هذا العام. حتى المنافسة أظهرت أن AlphaFold يعمل بشكل مذهل لدرجة أنه يمكن أن يبشر بثورة في علم الأحياء.

- إنها طفرة في اللعبة. سوف يحول الطب والبحوث والهندسة الحيوية. سيغير كل شيء "، كما يؤكد أندريه لوباس ، عالم الأحياء في معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء التنموي في توبنغن ، والذي قام بتقييم أداء الفرق المختلفة في CASP.