E-Daily Τα Νέα της ημέρας και ότι σου κάνει κλικ!
LOL Feed OMG Feed Retro Feed A-List Feed LGBTQI+ Feed
E-Daily

Τέλος σε μυστήριο 50 ετών στη βιολογία με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης

Το επίτευγμα χαρακτηρίσθηκε ορόσημο από τον επιστημονικό κόσμο

Δημοσίευση 1/12/2020 | 20:18

Τέλος σε μυστήριο 50 ετών στη βιολογία με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης

Ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης με την ονομασία AlphaFold, που αναπτύχθηκε από τη βρετανική εταιρεία DeepMind, θυγατρική της Google, κατάφερε για πρώτη φορά να λύσει ένα από τα μεγάλα μυστήρια της βιολογίας εδώ και δεκαετίες: να προβλέπει γρήγορα και με ακρίβεια πώς θα αναδιπλωθούν οι πρωτεΐνες, ποιο τρισδιάστατο σχήμα θα πάρουν και άρα ποια θα είναι η λειτουργία τους.

Το επίτευγμα, που χαρακτηρίσθηκε ορόσημο από τον επιστημονικό κόσμο, θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση διαφόρων ασθενειών και στην επιτάχυνση της ανάπτυξης νέων φαρμάκων, μεταξύ άλλων για την Covid-19.

Σε ένα σχετικό διαγωνισμό, το «έξυπνο» σύστημα AlphaFold νίκησε, καθώς μπόρεσε γρήγορα να προβλέψει σωστά τουλάχιστον τα δύο τρίτα της δομής των πρωτεϊνών, με βάση μόνο την αρχική αλληλουχία (αλυσίδα) των αμινοξέων τους, κάτι που για να το πετύχουν οι άνθρωποι, χρειάζονται δαπανηρές και χρονοβόρες διαδικασίες στο εργαστήριο. Μέσα σε λίγες μέρες, ο αλγόριθμος έκανε δουλειά που οι επιστήμονες θέλουν χρόνια στο εργαστήριο τους.

«Έμεινα πραγματικά έκθαμβος, όταν το είδα. Δεν περίμενα ποτέ να το δω όσο ζούσα», δήλωσε ο δομικός βιολόγος δρ Τζον Μουλτ του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, ένας από τους διοργανωτές του διεθνούς επιστημονικού διαγωνισμού CASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction), που ξεκίνησε το 2004 και γίνεται ανά διετία.

Ζωτικός ρόλος

Οι δεκάδες χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες παίζουν ζωτικό ρόλο στην υγεία και στις ασθένειες του σώματος, καθώς τα κύτταρα φτιάχνονται από πρωτεΐνες, το πολύπλοκο σχήμα των οποίων παίζει σημαντικό ρόλο. Για παράδειγμα, ο κορονοϊός που προκαλεί τη νόσο Covid-19, εισδύει στα ανθρώπινα κύτταρα, επειδή μια προεξέχουσα πρωτεΐνη-ακίδα που διαθέτει, ταιριάζει δομικά -όπως το κλειδί σε μια κλειδαριά- με μια πρωτεΐνη-υποδοχέα στα κύτταρα μας.

Το σχήμα κάθε πρωτεΐνης καθορίζεται από την αλληλουχία 20 διαφορετικών αμινοξέων, που σχηματίζουν αλυσίδες για να φτιάξουν τις πρωτεΐνες (για τη σχετική ανακάλυψη δόθηκε το 1972 το Νόμπελ στον Κρίστιαν 'Ανφινσεν). Είναι εύκολο για τους βιολόγους να «διαβάσουν» αυτή την αλληλουχία, καθώς καθορίζεται από το DNA που την κωδικοποιεί, αλλά σχεδόν αδύνατο -παρά τις προσπάθειες μισού αιώνα περίπου- να προβλεφθεί το σχήμα μιας πρωτεΐνης με βάση τα δεκάδες ή εκατοντάδες αμινοξέα της.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες καταφεύγουν σε πειραματικές τεχνικές, όπως η κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ, η μικροσκοπία κρυο-ηλεκτρονίων και η φασματοσκοπία MMR, που όμως είναι πάρα πολύ δύσκολες, καθώς χρειάζονται μήνες ή χρόνια και δεν δουλεύουν πάντα σωστά. Όμως το νέο σύστημα βαθιάς μάθησης AlphaFold, που άρχισε να δοκιμάζεται το 2018 και έκτοτε βελτιώθηκε σημαντικά, μπορεί πλέον να συσχετίσει κάθε αλληλουχία αμινοξέων με μια διαφορετική πρωτεϊνική δομή. Πάντως έχει ακόμη περιθώρια βελτίωσης, καθώς π.χ. δεν τα πάει τόσο καλά με τις πρωτεΐνες των οποίων η δομή επηρεάζεται από αλληλεπιδράσεις με άλλες πρωτεΐνες.

Όπως δήλωσε ο εξελικτικός βιολόγος Αντρέι Λούπας του γερμανικού Ινστιτούτου Αναπτυξιακής Βιολογίας Μαξ Πλανκ, τα επόμενα λίγα χρόνια οι ερευνητές θα συνεχίσουν να «τσεκάρουν» οι ίδιοι την ακρίβεια των προβλέψεων του AlphaFold, αλλά μετά θα εξαρτιούνται αποκλειστικά από τους υπολογισμούς της τεχνητής νοημοσύνης. Όπως είπε, η πραγματική επανάσταση θα συμβεί, όταν πλέον οι επιστήμονες θα μπορούν να χρησιμοποιούν μόνο τους υπολογιστές για να προβλέπουν πώς οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με άλλα μόρια. «Αυτό θα αλλάξει τελείως το πρόσωπο της ιατρικής», εκτίμησε.

Ήδη, για παράδειγμα, ο αλγόριθμος AlphaFold προέβλεψε σωστά τα σχήματα αρκετών πρωτεϊνών του κορωνοϊού SARS-CoV-2. Στο μέλλον θα έχει πιθανώς την ικανότητα να προβλέπει ποια από τα χιλιάδες υπάρχοντα φάρμακα προσδένονται σωστά σε αυτές τις πρωτεΐνες, άρα μπορεί να έχουν θεραπευτική δράση, χωρίς να χρειάζεται οι επιστήμονες να κάνουν πανάκριβα και πολύπλοκα πειράματα όπως τώρα.

Προς το παρόν, σύμφωνα με το "New Scientist", το BBC και το "Science", οι δημιουργοί του AlphaFold δεν έχουν αποκαλύψει πολλές λεπτομέρειες για το σύστημα τους, αλλά δήλωσαν ότι σύντομα θα κάνουν σχετική επιστημονική δημοσίευση. Η DeepMind δεν έχει ακόμη διευκρινίσει με ποιο τρόπο οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο θα μπορούν να αξιοποιήσουν το νέο σύστημα, αλλά υποσχέθηκε να διασφαλίσει ευρεία πρόσβαση.

ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
ΣΤΗΝ ΙΔΙΑ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ

Η μεγάλη τραγωδία του 1999 – Έξι οπαδοί του ΠΑΟΚ είχαν σκοτωθεί σε τροχαίο δυστύχημα στα Τέμπη

Ελλάδα 27.01.2026
Τα τραγικά νέα από το τροχαίο στην Ρουμανία, «ξύπνησαν» σπαρακτικές μνήμες από το δυστύχημα του 1999 στα Τέμπη, όταν έξι οπαδοί του ΠΑΟΚ έχασαν την ζωή τους επιστρέφοντας από την Αθήνα

Θρήνος στην Αλεξάνδρια Ημαθίας για τους νεκρούς οπαδούς του ΠΑΟΚ στη Ρουμανία: «Προχτές κόψαμε βασιλόπιτα μαζί»

Ελλάδα 27.01.2026
Για τις δραματικές στιγμές που βιώνουν οι συγγενείς και οι φίλοι των θυμάτων μίλησε ο Στέφανος Δελιόπουλος, πρώην αντιδήμαρχος Αλεξάνδρειας

Βιολάντα: Συνελήφθησαν ο ιδιοκτήτης, ο υπεύθυνος ασφαλείας και ο προϊστάμενος της βάρδιας για την πολύνεκρη τραγωδία

Ελλάδα 27.01.2026
Ραγδαίες εξελίξεις στην υπόθεση της πολύνεκρης τραγωδίας με πέντε νεκρές εργαζόμενες – Βαριές κατηγορίες και έρευνα σε πλήρη εξέλιξη

Εργοστάσιο «Βιολάντα»: Συγκλονιστικές μαρτυρίες από εργαζόμενους που σώθηκαν – «Η κόρη μου είναι σε σοκ»

Ελλάδα 27.01.2026
Σοκαρισμένοι παραμένουν οι εργαζόμενοι που είδαν τις πέντε συναδέλφους τους να χάνονται μετά την έκρηξη στο εργοστάσιο Βιολάντα και οι ίδιοι να σώζονται από καθαρή τύχη

Μελάνια Τραμπ: «Έκοψε» μόλις ένα εισιτήριο στην πρεμιέρα του ντοκιμαντέρ της στη Βρετανία

Κόσμος 27.01.2026
«Χαμηλές» στη Βρετανία οι πωλήσεις εισιτηρίων για το νέο ντοκιμαντέρ της Μελάνια Τραμπ

Κατολίσθηση στη Σικελία αφήνει μια πόλη στο χείλος του γκρεμού

Κόσμος 27.01.2026
Σπίτια κρέμονται σε μήκος τεσσάρων χλμ

Ακραίο ψύχος στις ΗΠΑ: 30 νεκροί ‑ Είκοσι πολιτείες σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης

Κόσμος 27.01.2026
Πολικές θερμοκρασίες και προβλήματα στις υποδομές αφήνουν χιλιάδες Αμερικανούς χωρίς ρεύμα - Στους 30 νεκρούς ανέβηκε ο τραγικό απολογισμός από το ακραίο ψύχος

ΠΑΟΚ: Οπαδοί του Δικεφάλου επιστρέφουν από την Ουγγαρία στην Τιμισοάρα για να βρεθούν δίπλα στους τραυματίες

Ελλάδα 27.01.2026
Φίλοι του ΠΑΟΚ, που προπορευόταν στο ταξίδι προς τη Λιόν, συγκλονισμένοι από τον θάνατο των συνοπαδών τους επιστρέφουν προς τον τόπο του δυστυχήματος

Η πρώτη αντίδραση του ΠΑΟΚ για το τραγικό δυστύχημα με τους 7 νεκρούς φιλάθλους στη Ρουμανία

Ελλάδα 27.01.2026
Η πρώτη ενημέρωση της ΠΑΕ ΠΑΟΚ για το τραγικό δυστύχημα στη Ρουμανία

Τι μπορεί να συνέβη δευτερόλεπτα πριν την τραγωδία ‑ Δεν πάτησε φρένο ο οδηγός του μοιραίου βαν με τους οπαδούς του ΠΑΟΚ

Ελλάδα 27.01.2026
Τι λέει η Aστυνομία της Ρουμανίας και ποια μπορεί να είναι τα αίτια της τραγωδίας σύμφωνα με το βίντεο