في عام 2020 ، كشف مختبر ذكاء اصطناعي يسمى DeepMind عن تقنية يمكن أن تتنبأ بشكل البروتينات – الآليات المجهرية التي تحرك سلوك جسم الإنسان وجميع الكائنات الحية الأخرى.
بعد مرور عام ، شارك المختبر الأداة ، المسماة AlphaFold ، مع العلماء و أطلق أشكالًا متوقعة لأكثر من 350.000 بروتين، بما في ذلك جميع البروتينات التي يعبر عنها الجينوم البشري. لقد حول على الفور مسار البحث البيولوجي. إذا تمكن العلماء من تحديد أشكال البروتينات ، فيمكنهم تسريع القدرة على فهم الأمراض ، وابتكار أدوية جديدة ، وبخلاف ذلك ، التحقيق في ألغاز الحياة على الأرض.
الآن ، أصدرت DeepMind تنبؤات لكل بروتين معروف للعلم تقريبًا. قال المختبر ، ومقره لندن ، والمملوك لنفس الشركة الأم لشركة Google ، يوم الخميس ، إنه أضاف أكثر من 200 مليون تنبؤ إلى قاعدة بيانات على الإنترنت متاحة مجانًا للعلماء في جميع أنحاء العالم.
مع هذا الإصدار الجديد ، يأمل العلماء الذين يقفون وراء DeepMind في تسريع البحث في الكائنات الحية الأكثر غموضًا وإطلاق مجال جديد يسمى metaproteomics.
قال ديميس هاسابيس ، الرئيس التنفيذي لشركة DeepMind ، في مقابلة عبر الهاتف: “يمكن للعلماء الآن استكشاف قاعدة البيانات هذه بالكامل والبحث عن أنماط – الارتباطات بين الأنواع والأنماط التطورية التي ربما لم تكن واضحة حتى الآن”.
تبدأ البروتينات كسلاسل من المركبات الكيميائية ، ثم تلتف وتنطوي إلى أشكال ثلاثية الأبعاد تحدد كيفية ارتباط هذه الجزيئات بالآخرين. إذا تمكن العلماء من تحديد شكل بروتين معين ، فيمكنهم فك شفرة كيفية عمله.
غالبًا ما تكون هذه المعرفة جزءًا حيويًا من مكافحة المرض والمرض. على سبيل المثال ، تقاوم البكتيريا المضادات الحيوية عن طريق التعبير عن بروتينات معينة. إذا تمكن العلماء من فهم كيفية عمل هذه البروتينات ، فيمكنهم البدء في مواجهة مقاومة المضادات الحيوية.
في السابق ، كان تحديد شكل البروتين يتطلب تجارب مكثفة تشمل الأشعة السينية والمجاهر وغيرها من الأدوات على طاولة المختبر. الآن ، بالنظر إلى سلسلة المركبات الكيميائية التي تشكل البروتين ، يمكن لـ AlphaFold التنبؤ بشكله.
التكنولوجيا ليست مثالية. لكن يمكنه التنبؤ بشكل البروتين بدقة تنافس التجارب الفيزيائية بحوالي 63 في المائة من الوقت ، وفقًا لاختبارات معيارية مستقلة. بوجود التنبؤ في متناول اليد ، يمكن للعلماء التحقق من دقته بسرعة نسبيًا.
قال كليمنت فيربا ، الباحث في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو ، الذي يستخدم التكنولوجيا لفهم فيروس كورونا والاستعداد لأوبئة مماثلة ، إن التكنولوجيا “شحنت” هذا العمل ، وغالبًا ما توفر شهورًا من وقت التجربة. استخدم آخرون الأداة وهم يكافحون لمكافحة التهاب المعدة والأمعاء والملاريا ومرض باركنسون.
كما سرّعت التكنولوجيا البحث خارج جسم الإنسان ، بما في ذلك الجهود المبذولة لتحسين صحة نحل العسل. يمكن أن تساعد قاعدة بيانات DeepMind الموسعة مجتمعًا أكبر من العلماء على جني فوائد مماثلة.
يعتقد الدكتور فيربا ، مثله مثل الدكتور حسابيس ، أن قاعدة البيانات ستوفر طرقًا جديدة لفهم كيفية تصرف البروتينات عبر الأنواع. كما يرى أنها طريقة لتثقيف جيل جديد من العلماء. ليس كل الباحثين ضليعين في هذا النوع من علم الأحياء البنيوي. تقوم قاعدة بيانات لجميع البروتينات المعروفة بتخفيض حاجز الدخول. قال الدكتور فيربا: “يمكن أن يجلب البيولوجيا البنيوية للجماهير”.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”