AI voorspelt de vorm van bijna elk eiwit dat de wetenschap kent

In 2020 onthulde een laboratorium voor kunstmatige intelligentie, DeepMind genaamd, technologie die de vorm van eiwitten kan voorspellen – de microscopische mechanismen die het gedrag van het menselijk lichaam en alle andere levende wezens aansturen.

Een jaar later deelde het lab de tool, AlphaFold genaamd, met wetenschappers en gaf het voorspelde vormen vrij voor meer dan 350.000 eiwitten, inclusief alle eiwitten die tot expressie worden gebracht door het menselijk genoom. Het veranderde meteen de koers van biologisch onderzoek. Als wetenschappers de vormen van eiwitten kunnen identificeren, kunnen ze het vermogen om ziekten te begrijpen versnellen, nieuwe medicijnen maken en anderszins de mysteries van het leven op aarde onderzoeken.

Nu heeft DeepMind voorspellingen vrijgegeven voor bijna elk eiwit dat de wetenschap kent. Donderdag zei het in Londen gevestigde laboratorium, dat eigendom is van hetzelfde moederbedrijf als Google, meer dan 200 miljoen voorspellingen te hebben toegevoegd aan een online database die vrij beschikbaar is voor wetenschappers over de hele wereld.

Met deze nieuwe release hopen de wetenschappers achter DeepMind het onderzoek naar meer obscure organismen te versnellen en een nieuw veld met de naam metaproteomics aan te wakkeren.

“Wetenschappers kunnen nu deze hele database verkennen en zoeken naar patronen – correlaties tussen soorten en evolutionaire patronen die tot nu toe misschien niet duidelijk waren”, zei Demis Hassabis, de chief executive van DeepMind, in een telefonisch interview.

Eiwitten beginnen als reeksen van chemische verbindingen, draaien en vouwen vervolgens in driedimensionale vormen die bepalen hoe deze moleculen aan anderen binden. Als wetenschappers de vorm van een bepaald eiwit kunnen bepalen, kunnen ze ontcijferen hoe het werkt.

Deze kennis is vaak een essentieel onderdeel van de strijd tegen ziekte en ziekte. Bacteriën verzetten zich bijvoorbeeld tegen antibiotica door bepaalde eiwitten tot expressie te brengen. Als wetenschappers kunnen begrijpen hoe deze eiwitten werken, kunnen ze beginnen met het tegengaan van antibioticaresistentie.

Voorheen vereiste het lokaliseren van de vorm van een eiwit uitgebreide experimenten met röntgenstralen, microscopen en andere hulpmiddelen op een laboratoriumbank. Nu, gezien de reeks chemische verbindingen waaruit een eiwit bestaat, kan AlphaFold de vorm ervan voorspellen.

De technologie is niet perfect. Maar het kan de vorm van een eiwit voorspellen met een nauwkeurigheid die ongeveer 63 procent van de tijd wedijvert met fysieke experimenten, volgens onafhankelijke benchmarktests. Met een voorspelling in de hand kunnen wetenschappers de nauwkeurigheid relatief snel verifiëren.

Kliment Verba, een onderzoeker aan de Universiteit van Californië, San Francisco, die de technologie gebruikt om het coronavirus te begrijpen en om zich voor te bereiden op soortgelijke pandemieën, zei dat de technologie dit werk had ‘opgeladen’, wat vaak maanden aan experimenteertijd bespaarde. Anderen hebben de tool gebruikt in hun strijd om gastro-enteritis, malaria en de ziekte van Parkinson te bestrijden.

De technologie heeft ook het onderzoek buiten het menselijk lichaam versneld, waaronder een poging om de gezondheid van honingbijen te verbeteren. De uitgebreide database van DeepMind kan een nog grotere gemeenschap van wetenschappers helpen soortgelijke voordelen te behalen.

Net als Dr. Hassabis gelooft Dr. Verba dat de database nieuwe manieren zal bieden om te begrijpen hoe eiwitten zich tussen soorten gedragen. Hij ziet het ook als een manier om een ​​nieuwe generatie wetenschappers op te leiden. Niet alle onderzoekers zijn thuis in dit soort structurele biologie; een database van alle bekende eiwitten verlaagt de drempel om binnen te komen. “Het kan structurele biologie naar de massa brengen”, zei Dr. Verba.

#voorspelt #vorm #van #bijna #elk #eiwit #dat #wetenschap #kent

Leave a Comment

Your email address will not be published.