Ahoana raha afaka mampiasa ny faharanitan-tsaina artifisialy isika hamaliana ny iray amin'ireo mistery lehibe indrindra eo amin'ny fiainana – ny fifohazana proteinina? Efa am-polony taona maro no nanaovan’ny mpahay siansa an’izany.
Ny milina izao dia afaka maminavina ny firafitry ny proteinina amin'ny fahitsiana mahagaga amin'ny fampiasana modely fianarana lalina, manova ny fivoaran'ny zava-mahadomelina, ny bioteknolojia ary ny fahalalantsika ny fizotran'ny biolojika fototra.
Miaraha amiko amin'ny fikarohana momba ny tontolon'ny AI proteinina miforitra, izay mifandona amin'ny fahasarotan'ny fiainana mihitsy ny teknolojia avo lenta.
Famahana ny misterin'ny famotehana proteinina
Ny proteinina dia miasa ao amin'ny vatantsika toy ny milina kely mba hanatanterahana asa lehibe toy ny fandravana sakafo na fitaterana oksizenina. Tsy maintsy aforitra tsara izy ireo mba hahafahany miasa tsara, toy ny tsy maintsy tapahana tsara ny lakile mba hifanaraka amin'ny hidin-trano. Raha vantany vao noforonina ny proteinina, dia manomboka ny dingana mivalona tena sarotra.
Ny fifohazana proteinina dia ny dingana izay ahafahan'ny rojo asidra amino lava, ireo singa manorina ny proteinina, miforitra ho rafitra telo dimensions izay mandidy ny asan'ny proteinina.
Eritrereto ny kofehy lava misy vakana izay tsy maintsy alaina amin'ny endrika mazava; Izany no mitranga rehefa misy proteinina miforitra. Saingy, tsy toy ny vakana, ny asidra amine dia manana toetra miavaka ary mifandray amin'ny fomba isan-karazany, ka mahatonga ny proteinina miforitra ho dingana sarotra sy saro-pady.
Ny sary eto dia maneho hemôglôbinin'ny olombelona, izay proteinina mivalona malaza
Tsy maintsy mivalona haingana sy marina tsara ny proteinina, raha tsy izany dia ho diso fifosana sy kilema. Mety hitarika aretina toy ny Alzheimer sy Parkinson izany. Ny hafanana, ny tsindry ary ny fisian'ny molekiola hafa ao amin'ny sela dia misy fiantraikany amin'ny fizotran'ny fo.
Taorian'ny fikarohana am-polony taona maro, ny mpahay siansa dia mbola miezaka ny hamantatra tsara ny fomba mivalona proteinina.
Soa ihany fa ny fandrosoana amin'ny faharanitan-tsaina artifisialy dia manatsara ny fampandrosoana eo amin'ny sehatra. Ny mpahay siansa dia afaka maminavina ny firafitry ny proteinina marina kokoa noho ny teo aloha amin'ny fampiasana algorithma fianarana milina handinihana angon-drakitra marobe.
Izany dia mety hanova ny fivoaran'ny fanafody sy hampitombo ny fahalalantsika molekiola momba ny aretina.
Afaka miasa tsara kokoa ve ny milina?
Misy fetrany ny teknika miforitra proteinina mahazatra
Efa am-polony taona maro ny mpahay siansa no nanandrana ny hamantatra ny fiforonan'ny proteinina, saingy ny fahasarotan'ny dingana dia nahatonga ity lohahevitra ity ho sarotra.
Ny fomba faminanian'ny firafitry ny proteinina mahazatra dia mampiasa ny fomba fanandramana sy ny modely amin'ny ordinatera, na izany aza, ireo fomba ireo dia samy manana ny tsy fahampiana.
Ny teknikan'ny fanandramana toy ny crystallography X-ray sy ny resonance magnetika nokleary (NMR) dia mety handany fotoana sy lafo. Ary, ny modely amin'ny ordinatera indraindray dia miantehitra amin'ny fiheverana tsotra, izay mety hitarika amin'ny faminaniana diso.
AI dia afaka mandresy ireo sakana ireo
Soa ihany, fahaizana artifisialy dia manome fampanantenana vaovao ho an'ny faminaniana momba ny firafitry ny proteinina marina kokoa sy mahomby. Ny algorithm fianarana milina dia afaka mandinika angon-drakitra marobe. Ary, izy ireo dia mampiseho modely izay tsy azon'ny olona.
Izany dia niafara tamin'ny famoronana fitaovana sy sehatra rindrambaiko vaovao afaka maminavina ny firafitry ny proteinina amin'ny fahitsiana tsy manam-paharoa.
Ny Algoritma fianarana milina mampanantena indrindra ho an'ny faminanian'ny rafitry ny proteinina
Ny rafitra AlphaFold namboarin'ny Google Deepmind ekipa dia iray amin'ireo fandrosoana mampanantena indrindra amin'ity sehatra ity. Nahazo fandrosoana lehibe izy tato anatin'ny taona vitsivitsy tamin'ny fampiasana algorithma fianarana lalina maminavina ny firafitry ny proteinina mifototra amin'ny filaharan'ny asidra amine.
Ny tamba-jotra neural, ny milina vetaveta fanohanana, ary ny ala kisendrasendra dia anisan'ny fomba fianarana milina izay mampiseho fampanantenana amin'ny faminaniany ny firafitry ny proteinina.
Ireo algorithm ireo dia afaka mianatra avy amin'ny angona lehibe. Ary, afaka manantena ny fifandraisan'ny asidra amino samihafa izy ireo. Andeha àry hojerentsika ny fomba fiasany.
Famakafakana miaraka amin'ny evolisiona sy ny taranaka AlphaFold voalohany
Ny fahombiazan'ny AlphaFold dia naorina tamin'ny maodely tambajotra neural lalina izay novolavolaina tamin'ny famakafakana fiaraha-mientana. Ny foto-kevitry ny co-evolution dia milaza fa raha misy asidra amino roa ao anaty proteinina iray mifandray amin'ny iray hafa, dia hiara-hivoatra izy ireo mba hitazonana ny fifandraisany.
Ny mpikaroka dia afaka mamantatra hoe iza amin'ireo asidra amine no mety hifandray amin'ny rafitra 3D amin'ny fampitahana ny filaharan'ny asidra amine amin'ny proteinina mitovy.
Ity angon-drakitra ity dia fototry ny fandefasana voalohany an'ny AlphaFold. Izy io dia maminavina ny halavan'ny mpivady asidra amino ary koa ny zoro amin'ny fatorana peptide izay mampifandray azy ireo. Io fomba io dia nihoatra ny fomba rehetra teo aloha amin'ny faminaniany ny firafitry ny proteinina avy amin'ny filaharana, na dia mbola voafetra ihany aza ny fahitsiana ho an'ny proteinina tsy misy modely hita maso.
AlphaFold 2: fomba fiasa vaovao
AlphaFold2 dia rindrambaiko informatika noforonin'ny DeepMind izay mampiasa ny filaharan'ny asidra amino proteinina mba haminavina ny firafitry ny proteinina 3D.
Zava-dehibe izany satria ny firafitry ny proteinina dia mandidy ny fomba fiasany, ary ny fahatakarana ny asany dia afaka manampy ny mpahay siansa hamolavola fanafody mikendry ny proteinina.
Ny tambajotra neural AlphaFold2 dia mandray ho fampidirana ny filaharan'ny asidra amino proteinina ary koa ny antsipiriany momba ny fampitahana an'io filaharana io amin'ny filaharana hafa ao anaty angon-drakitra (izany no antsoina hoe "fandrindrana filaharana").
Ny tambajotra neural dia manao faminaniana momba ny firafitry ny proteinina 3D mifototra amin'io fampidirana io.
Inona no mampiavaka azy amin'ny AlphaFold2?
Mifanohitra amin'ny fomba fiasa hafa, ny AlphaFold2 dia maminavina ny tena firafitry ny proteinina 3D fa tsy ny fisarahana fotsiny amin'ny asidra amine tsiroaroa na ny zoro eo amin'ny fatorana mampifandray azy ireo (tahaka ny nataon'ny algorithm teo aloha).
Mba hahafahan'ny tamba-jotra neural hiandrandra ny rafitra feno indray mandeha, ny rafitra dia asiana code end-to-end.
Ny toetra manan-danja iray hafa amin'ny AlphaFold2 dia ny fanombanana ny fahatokiany amin'ny vinavinany. Ity dia aseho ho toy ny kaody loko amin'ny rafitra andrasana, miaraka amin'ny mena maneho fahatokisana ambony ary manga manondro fahatokisana ambany.
Tena ilaina izany satria mampahafantatra ny mpahay siansa momba ny fahamarinan'ny faminaniana.
Maminavina ny rafitra mitambatra amin'ny filaharana maromaro
Ny fanitarana farany an'ny Alphafold2, fantatra amin'ny anarana hoe Alphafold Multimer, dia maminavina ny firafitry ny filaharana maromaro. Mbola manana taham-pahadisoana ambony izy na dia mahavita tsara lavitra noho ny teknika teo aloha aza. Ny %25 amin'ireo complexes proteinina 4500 ihany no voavinavina soa aman-tsara.
Ny 70% amin'ny faritra saro-pady amin'ny fananganana fifandraisana dia novinavinaina araka ny tokony ho izy, saingy tsy nety ny fiorenan'ny proteinina roa. Raha latsaky ny 30 eo ho eo ny halalin'ny fampifanarahana mediana, dia mihena be ny fahamarinan'ny vinavina multimer Alphafold.
Ahoana ny fampiasana ny faminaniana Alphafold
Ireo maodely vinavinaina avy amin'ny AlphaFold dia atolotra amin'ny endrika rakitra mitovy ary azo ampiasaina amin'ny fomba mitovy amin'ny rafitra andrana. Tena ilaina ny mandinika ny tombantombana marina atolotra miaraka amin'ny modely mba hisorohana ny tsy fifankahazoana.
Izy io dia manampy indrindra ho an'ny rafitra sarotra toy ny homomers mifamatotra na proteinina izay mivalona fotsiny raha misy
ligand tsy fantatra.
Fanamby sasany
Ny olana lehibe amin'ny fampiasana ireo rafitra efa voavinavina dia ny fahatakarana ny dinamika, ny fifantenana ligy, ny fanaraha-maso, ny allostery, ny fiovan'ny fandikan-teny, ary ny kinetika famatorana tsy misy fidirana amin'ny data proteinina sy biophysical.
Mianatra ny milina ary ny fikarohana momba ny dinamika molekiola mifototra amin'ny fizika dia azo ampiasaina hamahana ity olana ity.
Ireo fanadihadiana ireo dia mety hahazo tombony amin'ny maritrano informatika manokana sy mahomby. Na dia nahavita fandrosoana be aza ny AlphaFold tamin'ny faminaniany ny firafitry ny proteinina, dia mbola betsaka ny tokony hianarana eo amin'ny sehatry ny biolojia ara-drafitra, ary ny vinavina AlphaFold ihany no fiandohan'ny fandalinana ho avy.
Inona avy ireo fitaovana miavaka hafa?
RoseTTAFold
RoseTTAFold, noforonin'ny mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Washington, dia mampiasa algorithm amin'ny fianarana lalina mba haminavina ny firafitry ny proteinina, fa mampiditra fomba vaovao fantatra amin'ny anarana hoe "simulations dynamics angle torsion" hanatsara ireo rafitra voalaza mialoha.
Ity fomba ity dia niteraka vokatra mampahery ary mety ilaina amin'ny fandresena ny fetran'ny fitaovana fametahana proteinina AI efa misy.
trRosetta
Fitaovana iray hafa, trRosetta, dia maminavina ny fiforetana proteinina amin'ny fampiasana a ny tambazotran'ny fahasalamana niofana momba ny filaharan'ny proteinina an-tapitrisany sy ny rafitra.
Mampiasa teknika "modely mifototra amin'ny modely" ihany koa izy io mba hamoronana faminaniana mazava kokoa amin'ny fampitahana ny proteinina kendrena amin'ireo rafitra fantatra.
Naseho fa ny trRosetta dia afaka maminavina ny firafitry ny proteinina bitika sy ny complexes proteinina.
DeepMetaPSICOV
DeepMetaPSICOV dia fitaovana iray hafa mifantoka amin'ny faminaniany ny sarintany mifandray amin'ny proteinina. Ireo, ampiasaina ho mpitari-dalana mba haminavina ny proteinina miforitra. Mampiasa izany fianarana lalina fomba iray hamantarana ny mety hisian'ny fifandraisana sisa tavela ao anaty proteinina.
Ampiasaina amin'ny fanombantombanana ny sarintanin'ny fifandraisana amin'ny ankapobeny ireo. Ny DeepMetaPSICOV dia naneho ny mety ho faminaniany ny firafitry ny proteinina amin'ny fahamendrehana lehibe, na dia tsy nahomby aza ny fomba fiasa teo aloha.
Inona no hitranga amin'ny ho avy?
Ny hoavin'ny AI proteinina miforitra dia mamirapiratra. Ny algorithm mifototra amin'ny fianarana lalina, indrindra fa ny AlphaFold2, dia vao haingana no nanao fandrosoana lehibe tamin'ny faminaniany azo antoka ny firafitry ny proteinina.
Ity fikarohana ity dia mety hanova ny fivoaran'ny zava-mahadomelina amin'ny alàlan'ny famelana ny mpahay siansa hahatakatra bebe kokoa ny rafitra sy ny asan'ny proteinina, izay tanjona fitsaboana mahazatra.
Na izany aza, ny olana toy ny vinavina ny proteinina complexes sy ny fahitana ny tena fiasan'ny rafitra efa andrasana. Ilaina ny fikarohana bebe kokoa hamahana ireo olana ireo ary hampitombo ny fahitsiana sy ny fahatokisana ny algorithma miforitra proteinina AI.
Na izany aza, ny tombontsoa azo avy amin'ity teknolojia ity dia lehibe, ary mety hitarika amin'ny famokarana fanafody mahomby sy marina kokoa.
Leave a Reply