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

Τέλος οι φτηνές παραγγελίες στις χώρες της ΕΕ από Temu και Shein – Νέος φόρος από το 2026

Κόσμος 13.11.2025
Πολλοί τομείς της αγοράς ζητούν την αντιμετώπιση χωρίς καθυστερήσεις του αθέμιτου ανταγωνισμού

Νέα ανάλυση DNA αποκαλύπτει σπάνια γενετική διαταραχή του Χίτλερ

Tech + Science 13.11.2025
Η ανάλυση DNA αποκαλύπτει ότι ο Αδόλφος Χίτλερ δεν είχε εβραϊκή καταγωγή

Πώς έγινε η τραγωδία με την 49χρονη σε φούρνο στη Λάρισα

Ελλάδα 13.11.2025
Το δυστύχημα εκτιμάται ότι συνέβη λίγο πριν ξεκινήσει την προετοιμασία - Τη βρήκε νεκρή μία πελάτισσα

«Δεν είναι δυνατόν»: Τα έχασε ο Γάλλος σπίκερ με τον τραυματισμό του Κίναν Έβανς ‑ Δείτε βίντεο

Αθλητικά Νέα 13.11.2025
Η ιατρική γνωμάτευση ανέφερε ρήξη αχίλλειου τένοντα για τον άσο του Ολυμπιακού που μόλις είχε επιστρέψει στη δράση

ΕΝΦΙΑ: Έρχονται επιστροφές χρημάτων σε φορολογούμενους

Οικονομία 13.11.2025
Από τροποποιητικές δηλώσεις Ε9

Σοκ σε φούρνο στη Λάρισα: 49χρονη σκοτώθηκε όταν τα μαλλιά της μπλέχτηκαν στο ζυμωτήριο

Ελλάδα 13.11.2025
Παρά την άμεση κινητοποίηση των συναδέλφων της και την επέμβαση του ΕΚΑΒ, η γυναίκα δεν κατάφερε να κρατηθεί στη ζωή

Αχαΐα: Σήμερα η κηδεία του 3χρονου Ανδρέα ‑ Συντετριμμένη η οικογένεια από τον χαμό του

Ελλάδα 13.11.2025
Η σοκαριστική περιγραφή του θείου του Ανδρέα στους αστυνομικούς σχετικά με το πώς συνέβη η τραγωδία

Κρίσιμη η κατάστασή του 22χρονου που προσπάθησε να καταπιεί αμάσητο μπέργκερ

Ελλάδα 13.11.2025
Έχει υποστεί βλάβη σε ζωτικά όργανα του, κυρίως στον εγκέφαλό του και τα νεφρά του

Τραγωδία στο Κιλκίς: Κρεοπώλης έκοψε κατά λάθος τη μηριαία αρτηρία του και πέθανε

Ελλάδα 13.11.2025
Ο 40χρονος κρεοπώλης μεταφέρθηκε αρχικά στο νοσοκομείο του Κιλκίς και στη συνέχεια στο «Γεννηματάς», οπού παρά τις προσπάθειες των γιατρών κατέληξε

Μαρίνα Ζέας: Βυθίστηκε η θαλαμηγός που είχε τυλιχτεί στις φλόγες μαζί με άλλα τρία σκάφη

Ελλάδα 13.11.2025
Η φωτιά ξέσπασε περίπου στις 3:30 τα ξημερώματα σε ένα ξύλινο ιστιοφόρο που εκτελούσε τουριστικές διαδρομές ανάμεσα σε Πειραιά και Αίγινα

Η εφορία επιστρέφει φόρους ακινήτων από το 2014

Οικονομία 13.11.2025
Ποιοι ιδιοκτήτες θα λάβουν αναδρομικά και πώς