Nanga bwanji ngati titagwiritsa ntchito luntha lochita kupanga kuti tiyankhe chimodzi mwazinthu zazikulu kwambiri zamoyo - kukulunga mapuloteni? Asayansi akhala akugwira ntchito imeneyi kwa zaka zambiri.
Makina tsopano amatha kulosera zam'mapuloteni mwatsatanetsatane modabwitsa pogwiritsa ntchito njira zophunzirira mozama, kusintha kakulidwe ka mankhwala, sayansi ya zamankhwala, komanso kudziwa kwathu njira zoyambira zamoyo.
Lowani nane pofufuza gawo lochititsa chidwi la AI protein folding, pomwe ukadaulo wapamwamba umakumana ndi zovuta za moyo womwe.
Kuwulula Chinsinsi cha Kupinda kwa Mapuloteni
Mapuloteni amagwira ntchito m'matupi athu ngati makina ang'onoang'ono kuti agwire ntchito zofunika monga kuphwanya chakudya kapena kunyamula mpweya. Ayenera kupindidwa bwino kuti agwire ntchito bwino, monga momwe kiyi imadulira bwino kuti ilowe mu loko. Puloteniyo ikangopangidwa, njira yovuta kwambiri yopinda imayamba.
Kupinda kwa puloteni ndi njira imene maunyolo aatali a amino acid, omwe amamanga puloteniyo, amapindana m’magulu atatu amene amatsogolera kugwira ntchito kwa puloteniyo.
Ganizirani chingwe chachitali cha mikanda chomwe chiyenera kulembedwa kuti chikhale cholondola; Izi ndi zomwe zimachitika pamene mapuloteni apinda. Koma mosiyana ndi mikanda, ma amino acid ali ndi mikhalidwe yapadera ndipo amalumikizana m'njira zosiyanasiyana, zomwe zimapangitsa kuti mapuloteni azikhala ovuta komanso ovuta.
Chithunzichi chikuimira himogulobini waumunthu, puloteni yodziŵika bwino yopinda
Mapuloteni amayenera kupindika mwachangu komanso moyenera, apo ayi adzapindika molakwika ndi kukhala ndi chilema. Izi zitha kuyambitsa matenda monga Alzheimer's ndi Parkinson's. Kutentha, kupanikizika, ndi kukhalapo kwa mamolekyu ena mu selo zonse zimakhudza ndondomekoyi.
Pambuyo pa zaka makumi ambiri akufufuza, asayansi akuyeserabe kudziwa momwe mapuloteni amapangidwira.
Mwamwayi, kupita patsogolo kwanzeru zakupangira kupititsa patsogolo chitukuko m'gawoli. Asayansi amatha kuneneratu momwe mapuloteni amapangidwira molondola kuposa kale lonse pogwiritsa ntchito makina kuphunzira algorithms kuyang'ana kuchuluka kwa data.
Izi zimatha kusintha kukula kwa mankhwala ndikuwonjezera chidziwitso chathu cha maselo a matendawa.
Kodi Makina Angagwire Bwino?
Njira Zachizolowezi Zomapinda Mapuloteni Zili Ndi Zochepa
Asayansi akhala akuyesera kuti apeze kupindika kwa mapuloteni kwa zaka zambiri, koma zovuta za njirayi zapangitsa kuti nkhaniyi ikhale yovuta.
Njira zolosera zam'mapuloteni wamba zimagwiritsa ntchito njira zoyesera komanso kutengera makompyuta, komabe, njira zonsezi zili ndi zovuta.
Njira zoyesera monga X-ray crystallography ndi nuclear magnetic resonance (NMR) zitha kutenga nthawi komanso zodula. Ndipo, zitsanzo zamakompyuta nthawi zina zimadalira malingaliro osavuta, omwe angayambitse kulosera kolakwika.
AI Ikhoza Kugonjetsa Zopinga Izi
Mwamwayi, nzeru zochita kupanga ikupereka lonjezo latsopano la kulosera kolondola komanso koyenera kwa mapuloteni. Ma algorithms ophunzirira makina amatha kuyang'ana ma data ambiri. Ndipo, iwo amawulula njira zomwe anthu amaphonya.
Izi zapangitsa kuti pakhale zida zatsopano zamapulogalamu ndi nsanja zomwe zimatha kulosera kapangidwe ka mapuloteni mwatsatanetsatane wosayerekezeka.
Ma Algorithms Odalirika Kwambiri Ophunzirira Makina a Kuneneratu kwa Mapangidwe a Mapuloteni
Dongosolo la AlphaFold lopangidwa ndi Google Kuzama timuyi ndi imodzi mwazinthu zomwe zikuyenda bwino kwambiri mderali. Yapeza kupita patsogolo kwakukulu m'zaka zaposachedwa pogwiritsa ntchito kuphunzira kwakukuru kulosera kapangidwe ka mapuloteni potengera ma amino acid awo.
Neural network, makina othandizira ma vector, ndi nkhalango mwachisawawa ndi zina mwa njira zophunzirira zamakina zomwe zikuwonetsa lonjezo lolosera kapangidwe ka mapuloteni.
Ma algorithms awa amatha kuphunzira kuchokera pamaseti akuluakulu. Ndipo, amatha kuyembekezera kulumikizana pakati pa ma amino acid osiyanasiyana. Kotero, tiyeni tiwone momwe izo zimagwirira ntchito.
Co-evolutionary Analysis ndi First AlphaFold Generation
Kupambana kwa AlphaFold imamangidwa pamtundu wozama wa neural network womwe unapangidwa pogwiritsa ntchito kusanthula kosinthika. Lingaliro la co-evolution limanena kuti ngati ma amino acid awiri mu puloteni amalumikizana, amakhazikika pamodzi kuti asunge ulalo wawo wogwira ntchito.
Ofufuza amatha kudziwa kuti ndi ma amino acid ati omwe angagwirizane ndi kapangidwe ka 3D pofanizira ma amino acid a mapuloteni ambiri ofanana.
Deta iyi imakhala ngati maziko a kubwereza koyamba kwa AlphaFold. Imaneneratu za kutalika pakati pa awiriawiri a amino acid komanso ngodya za ma peptide omwe amawalumikiza. Njirayi idapambana njira zonse zam'mbuyomu zolosera kapangidwe ka mapuloteni kuchokera pakutsatizana, ngakhale kuti kulondola kunali koletsedwabe kwa mapuloteni opanda ma templates owoneka.
AlphaFold 2: Njira Yatsopano Kwambiri
AlphaFold2 ndi pulogalamu yapakompyuta yopangidwa ndi DeepMind yomwe imagwiritsa ntchito ma amino acid apuloteni kulosera za 3D kapangidwe ka mapuloteni.
Izi ndizofunikira chifukwa kapangidwe ka puloteni kumayang'anira momwe imagwirira ntchito, ndipo kumvetsetsa momwe imagwirira ntchito kungathandize asayansi kupanga mankhwala omwe amayang'ana puloteniyo.
Neural network ya AlphaFold2 imalandira monga momwe ma protein amino acid amatsatirira komanso tsatanetsatane wa momwe matsatidwewo amafananira ndi mindandanda ina mu nkhokwe (izi zimatchedwa "kutsatizana kotsatizana").
Neural network imalosera za kapangidwe ka 3D ka puloteniyo potengera izi.
Kodi Chimasiyanitsa Chiyani ndi AlphaFold2?
Mosiyana ndi njira zina, AlphaFold2 imaneneratu momwe 3D imapangidwira mapuloteni m'malo momangopatukana pakati pa ma amino acid kapena ma angles pakati pa ma bond omwe amawalumikiza (monga momwe ma algorithms am'mbuyomu adachitira).
Kuti maukonde a neural aziyembekezera mawonekedwe athunthu nthawi imodzi, kapangidwe kake kamakhala kosungidwa kumapeto mpaka kumapeto.
Chofunikira chinanso cha AlphaFold2 ndikuti imapereka chiyerekezo cha kulimba mtima kwake pakulosera kwake. Izi zimaperekedwa ngati zolembera zamitundu zomwe zikuyembekezeka, zofiira zomwe zimayimira kudzidalira kwambiri ndi buluu zomwe zikuwonetsa kusadalira kwambiri.
Izi ndizothandiza chifukwa zimadziwitsa asayansi za kukhazikika kwa maulosiwo.
Kulosera Mapangidwe Ophatikizana a Zitsanzo zingapo
Kukula kwaposachedwa kwa Alphafold2, komwe kumadziwika kuti Alphafold Multimer, kumaneneratu momwe zimakhalira motsatizana zingapo. Imakhalabe ndi zolakwika zambiri ngakhale ikuchita bwino kwambiri kuposa njira zakale. 25% yokha mwa 4500 ma protein complexes adanenedweratu bwino.
70% ya madera ovuta omwe amalumikizana nawo adanenedweratu molondola, koma mawonekedwe a mapuloteni awiriwa anali olakwika. Kuzama kwa kuyanjanitsa kwapakati kumakhala kosakwana pafupifupi 30, kulondola kwa zolosera za Alphafold multimer kumatsika kwambiri.
Momwe Mungagwiritsire Ntchito Maulosi a Alphafold
Mitundu yonenedweratu kuchokera ku AlphaFold imaperekedwa m'mafayilo omwewo ndipo angagwiritsidwe ntchito m'njira zofanana ndi zoyeserera. Ndikofunikira kuganizira zolondola zomwe zimaperekedwa ndi chitsanzocho kuti tipewe kusamvana.
Ndizothandiza makamaka pazinthu zovuta monga ma interwoven homomers kapena mapuloteni omwe amangopinda pamaso pa
osadziwika ligand.
Zovuta Zina
Vuto lalikulu pakugwiritsa ntchito zida zomwe zanenedweratu ndikumvetsetsa mphamvu, ligand selectivity, control, allostery, kusintha kwapambuyo kumasulira, ndi kinetics yomangiriza popanda kupeza mapuloteni ndi biophysical data.
Kuphunzira makina ndi kafukufuku wa mamolekyulu ozikidwa pa physics angagwiritsidwe ntchito kuthana ndi vutoli.
Kufufuza uku kungapindule ndi luso laukadaulo la makompyuta. Ngakhale kuti AlphaFold yapita patsogolo kwambiri pakulosera za kapangidwe ka mapuloteni, pali zambiri zoti tiphunzire pankhani ya biology yokhazikika, ndipo kulosera kwa AlphaFold ndi poyambira poyambira maphunziro amtsogolo.
Zida Zina Zodabwitsa Ndi Chiyani?
Chithunzi cha RoseTTAFold
RoseTTAFold, yopangidwa ndi ofufuza a University of Washington, imagwiritsanso ntchito njira zophunzirira mozama kulosera kapangidwe ka mapuloteni, komanso imaphatikizanso njira yatsopano yotchedwa "torsion angle dynamics simulations" kuti ipititse patsogolo zomwe zanenedweratu.
Njirayi yakhala ndi zotsatira zolimbikitsa ndipo ingakhale yothandiza kuthana ndi malire a zida zopinda za AI zomwe zilipo kale.
troRosetta
Chida china, trRosetta, chimalosera kupukutira kwa mapuloteni pogwiritsa ntchito a neural network amaphunzitsidwa pamiyandamiyanda yamapuloteni ndi kapangidwe kake.
Imagwiritsanso ntchito njira ya "template-based modeling" kuti ipange maulosi olondola kwambiri pofanizira mapuloteni omwe akuwafuna kuzinthu zodziwika bwino.
Zawonetsedwa kuti trRosetta imatha kulosera momwe timagulu tating'onoting'ono ta mapuloteni ndi mapuloteni.
DeepMetaPSICOV
DeepMetaPSICOV ndi chida china chomwe chimayang'ana kwambiri kulosera mamapu okhudzana ndi mapuloteni. Izi, zimagwiritsidwa ntchito ngati chitsogozo cholosera kupindika kwa mapuloteni. Zimagwiritsa ntchito kuphunzira kwakukulu njira zolosera za kuthekera kwa kuyanjana kwa zotsalira mkati mwa protein.
Izi zimagwiritsidwa ntchito kulosera mapu onse olumikizana nawo. DeepMetaPSICOV yawonetsa kuthekera pakulosera zam'mapuloteni molondola kwambiri, ngakhale njira zam'mbuyomu zalephera.
Kodi M'tsogolomu Muli Zotani?
Tsogolo la mapuloteni a AI ndi lowala. Ma algorithms ozama pophunzira, makamaka AlphaFold2, apita patsogolo kwambiri posachedwapa pakulosera modalirika zama protein.
Kupeza kumeneku kuli ndi kuthekera kosintha chitukuko cha mankhwala polola asayansi kumvetsetsa bwino kapangidwe ndi ntchito ya mapuloteni, omwe ndi omwe amawagwiritsa ntchito pochiza.
Komabe, nkhani monga kulosera zama protein complexes ndikupeza momwe zimagwirira ntchito zomwe zikuyembekezeredwa zimakhalabe. Kafukufuku wochulukirapo akufunika kuti athetse vutoli ndikuwonjezera kulondola komanso kudalirika kwa ma algorithms a AI protein folding.
Komabe, mapindu omwe angapezeke chifukwa cha luso limeneli ndi lalikulu kwambiri, ndipo amatha kupanga mankhwala ogwira mtima komanso olondola.
Siyani Mumakonda