Σύστημα τεχνητής νοημοσύνης δημιουργεί αντιμικροβιακές πρωτεΐνες

27/01/2023

Ανάπτυξη νέων φαρμακευτικών θεραπειών και αποδόμηση των πλαστικών στο περιβάλλον ορισμένες από τις εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας

Αυξάνονται καθημερινά τα διαφόρων ειδών συστήματα που ενσωματώνουν την τελευταία λέξη της τεχνολογίας της τεχνητής νοημοσύνης και έχουν εντυπωσιακές ικανότητες. Ανακοινώθηκε στις ΗΠΑ η δημιουργία ενός νέου προγράμματος τεχνητής νοημοσύνης με την ονομασία ProGen, που είναι ικανό να δημιουργεί από το μηδέν πρωτεΐνες (τεχνητά ένζυμα) που καταστρέφουν βακτήρια. Μερικά από αυτά τα ένζυμα που δοκιμάστηκαν στο εργαστήριο, αποδείχθηκε ότι δουλεύουν εξίσου καλά με αυτά της φύσης, ακόμη και όταν οι τεχνητά δημιουργημένες «αλυσίδες» (αλληλουχίες) αμινοξέων τους έχουν σημαντικές διαφορές με οποιαδήποτε γνωστή φυσική πρωτεΐνη.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή βιολογικής μηχανικής Τόμας Φρέιζερ της Φαρμακευτικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature Biotechnology», δήλωσαν ότι η νέα τεχνολογία – που δουλεύει με παρόμοιο τρόπο με τα «έξυπνα» συστήματα που παράγουν κείμενα -μπορεί να αποδειχθεί πιο ισχυρή από την υπάρχουσα τεχνολογία σχεδιασμού πρωτεϊνών. Θα δώσει έτσι νέα ώθηση στην ανάπτυξη καινοτόμων πρωτεϊνών χρήσιμων σε διάφορα πεδία, από την ανάπτυξη νέων φαρμακευτικών θεραπειών έως την αποδόμηση των πλαστικών στο περιβάλλον.

Οι ερευνητές τροφοδότησαν το νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (μηχανικής μάθησης) με αλληλουχίες αμινοξέων από 280 εκατομμύρια διαφορετικές πρωτεΐνες κάθε είδους και το άφησαν να επεξεργαστεί τις πληροφορίες αυτές επί μερικές εβδομάδες. Στη συνέχεια το «έξυπνο» σύστημα δημιούργησε ένα εκατομμύριο δικές του αλληλουχίες, από τις οποίες οι επιστήμονες επέλεξαν 100 για δοκιμή, με βάση την ομοιότητά τους με τις φυσικές πρωτεΐνες.

Τελικά κατέληξαν σε πέντε τεχνητές πρωτεΐνες που δοκιμάστηκαν σε βακτήρια E.coli και συγκρίθηκαν με τις φυσικές. Δύο από τις τεχνητές πρωτεΐνες κατέστρεψαν τους παθογόνους μικροοργανισμούς. Παρόλο που στις φυσικές πρωτεΐνες ακόμη και μία μόνο μετάλλαξη μπορεί να κάνει μη λειτουργική την πρωτεΐνη, διαπιστώθηκε ότι οι εν λόγω τεχνητές πρωτεΐνες (ένζυμα) ήταν λειτουργικές ακόμη και όταν μόνο το 31% της αλληλουχίας των αμινοξέων τους έμοιαζε με κάποιας γνωστής φυσικής πρωτεΐνης.

«Η ικανότητα δημιουργίας λειτουργικών πρωτεϊνών από το μηδέν δείχνει ότι εισερχόμαστε πλέον σε μια νέα εποχή σχεδιασμού πρωτεϊνών, με πολλές δυνητικές θεραπευτικές εφαρμογές», δήλωσε ο κύριος ερευνητής δρ Αλί Μαντανί της νεοφυούς εταιρείας βιοτεχνολογίας Profluent της Καλιφόρνιας.

ΠΗΓΗ: ΑΠΕ-ΜΠΕ