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 μεγαλύτερη απευθείας πτήση στον κόσμο ‑ Ενώνει τρεις ηπείρους και καλύπτει 20.000 χλμ

Κόσμος 04.12.2025
Η νέα πτήση της China Eastern Airlines θα διανύσει τη μισή περιφέρεια της Γης, από τη Σαγκάη μέχρι το Μπουένος Αιρες

Αγρότες: Να μπλοκάρουν το αεροδρόμιο «Μακεδονία» εξετάζουν οι αγρότες στη Θεσσαλονίκη

Ελλάδα 04.12.2025
«Θέλουμε να κλείσουμε το αεροδρόμιο, αυτή είναι η απόφαση του κόσμου», επισημαίνουν αγροτοσυνδικαλιστές από τη Θεσσαλονίκη

Google Search 2025: Αυτή είναι η δημοφιλέστερη αναζήτηση στην Ελλάδα για το 2025

Ελλάδα 04.12.2025
Τι κέντρισε το ενδιαφέρον των χρηστών στην αναζήτηση της Google;

Αδιανόητο περιστατικό στη Θεσσαλονίκη: Ιρακινός έδειχνε τα γεννητικά του όργανα μέσα σε λεωφορείο

Ελλάδα 04.12.2025
Ο 48χρονος άνδρας επιδεικνύοντας τα γεννητικά του όργανα σε τρεις επιβάτες

Ίλιον: 89χρονος θώπευσε ανήλικη σε παιδική χαρά και της πρότεινε να συνευρεθούν έναντι αμοιβής

Ελλάδα 04.12.2025
Συνελήφθη ο υπερήλικας που φέρεται να προσέγγισε την ανήλικη που καθόταν σε παγκάκι

Ιταλίδα ερευνήτρια έλαβε 4.000.000 ευρώ από την ΕΕ για να απαντήσει στο ερώτημα «τι σκέφτονται τα κοτόπουλα»

Κόσμος 04.12.2025
Ο λόγος για το Synergy Grant 2025 του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας (ERC)

Κοζάνη: Εκτροπή λεωφορείου με 58 εργαζόμενους ‑ Νεκρός ο οδηγός από ανακοπή

Ελλάδα 04.12.2025
Ένας από τους επιβαίνοντες όταν κατάλαβε ότι κάτι δεν πάει καλά φέρεται να έπιασε το τιμόνι πατώντας φρένο και ακινητοποιώντας το λεωφορείο

Σφίγγει ο κλοιός για τις ρευματοκλοπές: Στη μάχη μπαίνει και η ΑΑΔΕ

Οικονομία 04.12.2025
Θα δίνει φορολογικά στοιχεία των καταναλωτών στον ΔΕΔΔΗΕ για διασταυρώσεις και ελέγχους. Στόχος ο εντοπισμός παραβατών.

Κλιμακώνονται οι κινητοποιήσεις των αγροτών ‑Σε ποιες περιοχές υπάρχουν μπλόκα, οι επόμενες κινήσεις τους

Ελλάδα 04.12.2025
Oι αγρότες συνεχίζουν να κλιμακώνουν τις κινητοποιήσεις τους

«Έδιναν ηρεμιστικά στα παιδιά, είχαν και εγκαύματα» – Τι λέει ο Κ. Γιαννόπουλος για την οικογένεια με τα 8 παιδιά

Ελλάδα 04.12.2025
Ναρκωτικά, ξύλο, εγκαύματα και χάπια περιλαμβάνουν τα επεισόδια που πρωταγωνίστησε η οικογένεια με τα 8 παιδιά στο Ηράκλειο.

Πού θα πάει ο Γιάννης Αντετοκούνμπο; Η φωτιά που καίει στο Μιλγουόκι, οι τάσεις φυγής και τα σενάρια ανταλλαγής

Αθλητικά Νέα 04.12.2025
Για πρώτη φορά απ` τη μέρα που μετακόμισε στο Μιλγουόκι, ο Γιάννης σκέφτεται να ανοίξει την πόρτα της εξόδου