Forradalmasíthatja a gyógyítást egy 50 éves probléma megfejtése

Öt évtizedes múltra visszatekintő problémát fejtett meg a Google DeepMind mesterséges intelligencia (AI) kutatócsapata, ezzel utat nyitva az újabb kezelések és a gyógyszerek gyorsabb fejlesztése előtt.

Igen nehéz átlátni azt a biológiai folyamatot, amit a biológusok " fehérje-hajtogatási problémának" neveznek, és aminek a megfejtése a gyógyítás szent grálja is lehet. A fehérjék a sejtek igáslovai, és minden élő szervezetben jelen vannak. Hosszú aminosavláncokból állnak, és létfontosságúak a sejtek felépítéséhez, a sejtközi kommunikációhoz, valamint a test mindennemű kémiai szabályozásához.

DeepMind fehérje 3D előrejelzés
A fehérjék 3D alakjának előrejelzése újraírhatja a gyógyítás fontos lapjait. Fotó: Getty Images

A "fehérje-hajtogatási probléma" régóta a biológia egyik legnagyobb kihívása, mert nagyon sok fehérje van, és 3D-s formájukat nehéz feltérképezni. Szinte minden betegség - beleértve a rákot, a demenciát és még az olyan fertőző betegségeket is, mint a COVID-19 - összefügg ezeknek a fehérjéknek a működésével. A Google tulajdonában lévő londoni DeepMind AI laboratórium azt állítja, hogy az AlphaFold mély tanulási programja megoldotta az 50 éves problémát, és képes megjósolni sok fehérje alakját.

A mély tanulás képessége tárja fel a titkokat

A mély tanulás egy olyan számítástechnikai eljárás, amely az adatkészletek gyakran elrejtett információit használja fel az érdekes kérdések megoldására. Széles körben használják egy sor manapság forró területen, például a játékok fejlesztésében, a beszéd- és a hangfelismerésben, az autonóm autóknál, számos tudományágban, beleértve az orvostudományt. Az olyan eszközök, mint az AlphaFold2, segítenek a tudósoknak új típusú fehérjék megtervezésében, amelyek például elősegíthetik a műanyagok lebontását és a jövőbeni vírusos járványok és betegségek leküzdését.

Jelenleg 200 millió ismert fehérje van, de valójában csak a töredéküket bontották ki, hogy teljes mértékben megértsék, mit tesznek és hogyan működnek. A kutatók szerint a rendszer néhány nap alatt képes meghatározni a nagyon pontos struktúrákat. A CASP14 tudóscsoport 1994 óta foglalkozik a fehérjestruktúrák előrejelzésével.

"A fehérjék rendkívül bonyolult molekulák, és a pontos háromdimenziós felépítésük kulcsfontosságú az általuk végzett számos szerep szempontjából. Az inzulin, amely szabályozza a vércukorszintünket, és az antitestek, amelyek segítenek a fertőzések leküzdésében" - mondta Dr. John Moult, a CASP14 tagja a BBC Science Focusnak .

5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről

Ezeknek a létfontosságú molekuláknak még az apró átrendeződése is katasztrofális hatást gyakorolhat egészségünkre, ezért a betegség megértésének és az új kezelések megtalálásának egyik leghatékonyabb módja az érintett fehérjék tanulmányozása. Emberi fehérjéből is több tízezer van, és milliárd található más fajokban, beleértve a baktériumokat és vírusokat is, de egyetlen fehérje alakjának kidolgozása is drága felszerelést kíván, és évekbe telhet.

Aminosav szekvencia és 3D alakzat

Az aminosavak szekvenciája - amelyet a DNS kódol - meghatározza a fehérje 3D alakját. Az alak pedig meghatározza a fehérje funkcióját. Ha a fehérje szerkezete megváltozik, nem képes ellátni a feladatát. Azonban az aminosav-szekvencia alapján a fehérje hajlatok helyes előrejelzése forradalmasíthatja a gyógyszertervezést, és megmagyarázhatja új és régi betegségek okait.

Amint a kutatók jobban meg tudják jósolni, hogy a fehérjék hogyan hajlanak össze, azt is jobban megérthetik, hogyan működnek a sejtek, és hogy a rosszul összehajtott fehérjék miként okoznak betegséget. A jobb fehérjebecslési eszközök segítenek olyan gyógyszerek tervezésében is, amelyek megcélozhatják a fehérje egy adott topológiai régióját, ahol kémiai reakciók zajlanak.

Mesterséges intelligencia (MI) segíti a stroke-betegek kezelését a Semmelweis Egyetemen. A szoftver nagyon gyorsan kiértékeli a képalkotó vizsgálatok - CT és MRI - eredményeit. Egy radiológus 15 perc alatt értékeli ki a felvételeket, míg a döntéstámogató szoftver mindössze 30 másodperc alatt elvégzi az elemzést, amelynek alapján virtuális konzíliumot is lehet tartani. A stroke kezelésében fontos a gyors döntéshozatal, mivel a tünetegyüttes megjelenésétől kezdve mindössze néhány órán át lehetséges az orvosi beavatkozás. Részletek!

Az AlphaFold potenciális hatása akkor értékelhető igazán, ha összevetjük az összes közzétett fehérjeszerkezet számát - azaz körülbelül 170 ezret - az univerzális fehérje adatbázisban elhelyezett 180 millió DNS- és fehérjeszekvenciával. Az AlphaFold segít a DNS-szekvenciák kincsesbányáinak rendezésében, egyedi struktúrájú és funkciójú új fehérjék után kutatva. A legutóbbi teszt során a DeepMind szerint az AlphaFold a fehérjék körülbelül kétharmadának alakját a laboratóriumi kísérletekhez hasonló pontossággal határozta meg. De a projekt mögött álló kutatók szerint még mindig sok a tennivaló, például előttük áll annak kiderítése, hogy több fehérje hogyan képez komplexeket, és hogyan hatnak egymásra a DNS-sel.

A legfrissebb tartalmainkért kövess minket a Google Hírekben, Facebookon, Instagramon, Viberen vagy YouTube-on!

40 felett erre figyeljenek a nők és a férfiak

Olvasd el aktuális cikkeinket!

Orvosmeteorológia
Fronthatás: Melegfront
Maximum: +3 °C
Minimum: -3 °C

Általában erősen felhős vagy borult idő várható, majd a délután északnyugat felől vékonyodik, szakadozik, csökken a felhőzet, de a keleti megyékben akár estig felhős maradhat az ég. Délelőttig a csapadékzóna az ország nagyobb részén áthalad, addig az északkeleti harmadban még havazásra, dél felé haladva egyre inkább havas esőre, esőre lehet számítani. Délután már csak a déli és keleti megyékben valószínű gyenge intenzitású - legfeljebb vegyes, estétől akár szilárd halmazállapotú - csapadék. Az északnyugati szél főként hazánk délnyugati felén megerősödik, Sopron és a Bakony környékén akár viharos lökések is előfordulhatnak. A legmagasabb nappali hőmérséklet 0 és +6 fok között alakul. Késő estére -5 és +2 fok közé hűl le a levegő. Úgy tűnik, a keddi nap számos időjárási jelenséget felvonultat. Lesz napsütés, havas eső, széllökések és zápor is.