شعار سال: یعنی دانشمندان برای مطالعه پروتئین‌ها و طراحی پروتئین‌های جدید به عنوان دارو برای بیماری‌ها، در سال‌های آتی می‌توانند جای آنکه چند دهه وقت صرف مطالعه و بررسی ساختار پروتئین‌هایی معدود کنند، طی تنها چند روز، گزینه‌های مختلفی از پروتئین‌ها را برای اهداف خاص مورد ارزیابی قرار دهند.

حل مسئله پیچش پروتئینی می‌تواند انقلابی در زیست‌مولکولی و مهندسی زیستی باشد. دانشمندان خواهند توانست با شبیه‌سازی بسیار سریع پروتئین‌ها، بیماری‌ها را بهتر بشناسد و دارو‌هایی موثر برای کنترل آن‌ها طراحی کنند.

 

مهمترین مسائل زیست‌شناسی

این خبری بسیار مهم است، اما اول باید بدانیم پیچش پروتئینی اصلا چیست و چرا یکی از مهمترین مسائل امروز زیست‌شناسی است. سلول‌های بدن موجودات، برای بقا از ماشین‌های کوچکی برای انجام هر کاری از تامین نیازهایشان تا ارتباط با هم و عکس‌العمل به محیط استفاده می‌کنند. این ماشین‌ها همان پروتئین‌ها هستند. انجام هر کاری که در بدن انجام می‌شود تا ما زنده بمانیم، وابسته به پروتئین‌هاست.

سلول‌ها پروتئین‌های مورد نیازشان را با خواندن دستورات ساخت آن‌ها از اطلاعات ژنتیکی ذخیره شده در DNA، تولید می‌کنند. برای این کار یک مجموعه پروتئینی به نام ریبوزوم با روخوانی دستورالعمل ساخت، یک به یک قطعات پایه‌ای ساخت پروتئین‌ها (اسید‌های آمینه) را در رشته‌ای به هم متصل می‌کند. این رشته سپس دور خود پیچ خورده و به یک پروتئین بدل می‌شود که کاری خاص انجام دهد.

 

 

تعیین شکل پروتئین‌ها پس از پیچ خوردن رشته مونتاژ شده توسط ریبوزوم، مسئله‌ای بسیار دشوار است که به مسئله پیچش پروتئینی معروف شده. سال‌هاست که زیست‌شناسان مولکولی در تلاش‌اند تا بتوانند با دقتی قابل قبول ساختار پروتئین‌ها را محاسبه کنند، اما مسیر پیشرفت در حل این مسئله بسیار کند بوده است.

با رشد هوش مصنوعی، چند سالی است که یادگیری ماشینی هم برای حل این مسئله به کار گرفته شده، اما تا کنون نتایج روش‌های ارائه شده چندان مطلوب نبود. یکی از رقابت‌های جهانی معروف برای حل این مسئله، رقابت CASP است که به عملکرد الگوریتم‌ها نمره‌ای بین صفر تا ۱۰۰می‌دهد. تا سال‌های پیش بهترین امتیاز‌ها در این آزمون کمی بیش از ۶۰ بود و امسال تیم‌ها به امتیاز ۷۰نزدیک می‌شوند، اما الگوریتم هوشمند AlphaFold شرکت دیپ‌مایند توانسته با امتیازی نزدیک به ۹۰، از تمامی شرکت‌کنندگان در این رقابت بهتر عمل کند.


شعار سال، با اندکی تلخیص و اضافات برگرفته از میدان، تاریخ انتشار: ۱۲ آذر ۱۳۹۹، کدخبر: meidaan.com، ۷۵۲۱۸