Συνιστώντας μια ανακάλυψη- επιστημονικό ορόσημο για τον κλάδο της βιοτεχνολογίας, ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (AI) με την ονομασία AlphaFold, που αναπτύχθηκε από τη βρετανική εταιρεία DeepMind, θυγατρική της Google, κατάφερε να προσδιορίσει το τρισδιάστατο σχήμα μιας πρωτεΐνης από την αρχικήακολουθία αμινοξέων που του δόθηκε.
Το AlphaFold, ξεπέρασε τις 100 άλλες ομάδες που συμμετείχαν στον διεθνή επιστημονικό διαγωνισμό CASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction), που ξεκίνησε το 2004 και γίνεται ανά διετία. Τα αποτελέσματα ανακοινώθηκαν στις 30 Νοεμβρίου, στην αρχή του συνεδρίου – που πραγματοποιήθηκε ψηφιακά φέτος – που προβαίνει σε απολογισμό της άσκησης.
«Πρόκειται για μια μεγάλη υπόθεση», λέει ο John Moult, ένας δομικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο College Park, ο οποίος συν-ίδρυσε το CASP το 1994 για τη βελτίωση των υπολογιστικών μεθόδων για την ακριβή πρόβλεψη των πρωτεϊνικών δομών. «Κατά κάποιο τρόπο το πρόβλημα έχει λυθεί», πρόσθεσε, συμπληρώνοντας ότι«Δεν περίμενα ποτέ να το δω όσο ζούσα».
Καθώς τα κύτταρα φτιάχνονται από πρωτεΐνες, το πολύπλοκο σχήμα των οποίων παίζει σημαντικό ρόλο, οι δεκάδες χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες παίζουν ζωτικό ρόλο στην υγεία και στις ασθένειες του σώματος. Το σχήμα κάθε πρωτεΐνης καθορίζεται από την αλληλουχία 20 διαφορετικών αμινοξέων, που σχηματίζουν αλυσίδες για να φτιάξουν τις πρωτεΐνες. Ενώ είναι εύκολο για τους βιολόγους να «διαβάσουν» αυτή την αλληλουχία, καθώς καθορίζεται από το DNA που την κωδικοποιεί, είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί το σχήμα της με βάση τα δεκάδες ή εκατοντάδες αμινοξέα της.
Πλέον, με 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. Σύμφωνα με τον εξελικτικό βιολόγο 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 εξαρτώνται 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 πιθανόν 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.
Σσύμφωνα με το «New Scientist», το BBC και το «Science», προς το παρόν οι δημιουργοί του AlphaFold δεν έχουν αποκαλύψει πολλές λεπτομέρειες για το σύστημά τους, αλλά δήλωσαν ότι σύντομα θα κάνουν σχετική επιστημονική δημοσίευση. Η DeepMind δεν έχει ακόμη διευκρινίσει με ποιον τρόπο οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο θα μπορούν να αξιοποιήσουν το νέο σύστημα, αλλά υποσχέθηκε να διασφαλίσει ευρεία πρόσβαση.
