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

Βόλος: Θρίλερ με θάνατο βρέφους λίγο πριν τη γέννα ‑ Στο εδώλιο ο γιατρός

Ελλάδα 12.01.2026
Ο γιατρός αρνείται οποιαδήποτε αμέλεια, υποστηρίζοντας ότι ακολούθησε όλα τα προβλεπόμενα ιατρικά πρωτόκολλα και προέβη σε όλες τις ενέργειες που όφειλε

Αγρια επίθεση καρχαρία σε γυναίκα στη Βραζιλία: «Ήξερα ότι με είχε δαγκώσει», δείτε βίντεο

Κόσμος 12.01.2026
Η επίθεση καταγράφηκε καρέ καρέ από υποβρύχια κάμερα με το θύμα τελικά να γλιτώνει με αρκετά ράμματα

Πιερία: Ξεκίνησε η δίκη της 34χρονης που σκότωσε κι έθαψε στην αυλή του σπιτιού της τον 58χρονο σύντροφό της

Ελλάδα 12.01.2026
Για πέντε μήνες η 34χρονη προσποιούνταν πως τον αναζητούσε εναγωνίως, δίνοντας συνεντεύξεις σε τηλεοπτικές εκπομπές - Κατηγορείται για ανθρωποκτονία από πρόθεση, τελεσθείσα σε ήρεμη ψυχική κατάσταση.

Αγριος ελέφαντας σε αμόκ στην Ινδία: 20 νεκροί σε εννέα ημέρες, μεταξύ τους πατέρας με παιδιά 6 και 8 ετών

Κόσμος 12.01.2026
Οι περισσότεροι θάνατοι συνέβησαν τη νύχτα, όταν οι κάτοικοι φυλάσσουν το ρύζι στα χωράφια και τις αποθήκες

Πρεμιέρα για τις χειμερινές εκπτώσεις, ποιες Κυριακές θα είναι ανοιχτά τα καταστήματα

Ελλάδα 12.01.2026
Eμπορικοί σύλλογοι και ενώσεις καταναλωτών υπενθυμίζουν ότι οι εκπτώσεις πρέπει να είναι διαφανείς και αληθείς, με την αρχική και τη μειωμένη τιμή να αναγράφονται ξεκάθαρα στις ετικέτες, ώστε οι αγορές να είναι ασφαλείς και συμφέρουσες για όλους

Σοβαρός κίνδυνος για την ασφάλεια των iPhone: Εκατομμύρια συσκευές εκτεθειμένες

Tech + Science 12.01.2026
Ειδικοί και τεχνολογικά μέσα προειδοποιούν για σοβαρούς κινδύνους

Πού θα είναι κλειστά τα σχολεία την Τρίτη λόγω της κακοκαιρίας

Ελλάδα 12.01.2026
Η οδηγία του υπουργείου Παιδείας

Καιρός: Οι 8 περιοχές που «πάγωσαν»

Καιρός 12.01.2026
Σε ποια περιοχή έπεσε στο -14,8 βαθμούς το θερμόμετρο

Κιλκίς: Οδηγός παρέσυρε αστυνομικό την ώρα που του έκοβε κλήση

Ελλάδα 12.01.2026
Ένας 58χρονος οδηγός παρέσυρε με το όχημά του έναν 49χρονο αστυνομικό, την ώρα που του επιβαλλόταν πρόστιμο για παράνομη στάθμευση.

Εύβοια: 37χρονη δασκάλα ξυλοκοπήθηκε άγρια από τον 22χρονο σύντροφό της

Ελλάδα 12.01.2026
Μια 37χρονη δασκάλα στο Μαρμάρι μεταφέρθηκε στο νοσοκομείο μετά από άγριο ξυλοδαρμό από τον 22χρονο σύντροφό της