Objavljeno: 2.12.2020 05:00 | Teme: znanost

Umetna inteligenca premagala biokemike

Nevronska mreža za umetno inteligenco, ki jo razvija Googlova podružnica DeepMind, sicer bolj znana po programih za igranje goja in podobnih iger, je rešila enega največjih izzivov v biologiji. Predvidela je tridimenzionalno zgradbo nekega proteina, ne da bi imela kakršnekoli eksperimentalne podatke.

Program AlphaFold je sodeloval na tekmovanju CASP (Critical Assessment of Structure Prediction), ki se odvija bienalno. Na tekmovanju, ki poteka že od leta 1994, dobijo tekmovalci okrog sto proteinov, za katere poznajo le aminokislinsko zaporedje. Potem pa morajo s svojimi orodji napovedati, kakšno strukturo bo imel posamezen protein v resničnosti. Te napovedi potem primerjajo z eksperimentalno določenimi strukturami, ki še niso bile javno objavljene, da ne morejo "goljufati" (modelov in programov prilagoditi za konkretne primere).

To se sliši enostavno, a je v resnici eden največjih problemov. Proteini so najbolj raznolike molekule v živem svetu, saj se zaporedja 20 znanih aminokislin lahko sestavijo v domala vse: katalizatorje za podvojevanje DNK, mašinerijo za uničevanje tujkov ali pa zgolj – las. Eksperimentalno je strukturo možno določiti, denimo z rentgensko difrakcijo ali krioelektronsko mikroskopijo, a smo omejeni na proteine, ki jih lahko izoliramo, so stabilni pri nefizioloških pogojih in zmorejo obstajati sami. Strukture, ki jih določimo na tak način, so bolj ali manj verni približki resničnega stanja v telesu.

Računske napovedi pa so praktično nemogoče – doslej. Medtem ko je biokemik Christian Anfinsen že pred pol stoletja trdil, da je tridimenzionalna struktura enolično določeno z aminokislinskim zaporedjem, se je zdelo neverjetno, kako se znajo proteini v veliki veliki večini takoj zviti v točno pravo obliko. Sila redki so primeri napačnega zvijanja, npr. prioni so taki zlonamerni skupki. Možnosti za zvitje je več, kot je atomov v vesolju, protein pa najde najugodnejšo takoj. Zdelo se je, da računsko tega ne bo nikoli možno napovedati.

Pa smo se zmotili. AlphaFoldu je to uspelo v pičlih dveh letih, saj so program začeli razvijati leta 2018. Na letošnjem tekmovanu CASP je pometel s konkurenco, kar strokovnjaki opisujejo kot zgodovinski preboj. V nekaterih primerih je bil AlphaFold celo tako dober, da rezultata ni bilo možno ločiti od posnetka s kriomikroskopom. V nekaterih primerih je bil celo boljši, v dveh tretjinah pa vsaj primerljiv z eksperimentom. Za primerjavo: ostale ekipe so povprečno zbrale do 75 odstotkov točk, AlphaFold pa konstantno nad 90.

AlphaFold je že rešil tudi nekaj problemov, ki jih eksperimentalno niso mogli (od rentgenskih meritev do strukture ne vodi enostavna pot; približno tako kot je lažje zmnožiti 1423 x 6987, bistveno teže pa faktorizirati rezultat).

Nature

Več novic

Naroči se na redna tedenska ali mesečna obvestila o novih prispevkih na naši spletni strani!

Komentirajo lahko le prijavljeni uporabniki

Najbolj brano

  • Starlinkovi sateliti padajo na Zemljo

    Kot v obrabljeni frazi je Starlink tudi v resnici upokojil že več satelitov, kot so jih druga podjetja sploh izstrelila. Vsak dan na Zemljo pade kakšen, kar ni malo. Že marca letos smo poročali, da je Starlink deorbitiral 865 satelitov, še dobrih tristo pa jih je bilo na seznamu. Trend se nadaljuje.

    Objavljeno: 13.10.2025 05:00
  • Zakaj nihče ne mara Applovih in Samsungovih tankih telefonov?

    Applov najnovejši in najtanjši iPhone Air, ki v debelino meri le dobrih pet milimetrov in tehta 165 gramov, je čudo tehnike, a ga začuda ljudje niso radostno sprejeli. Medtem ko se iPhone 17 Pro in iPhone 17 Pro Max prodajata rekordno, klasični iPhone 17 pa prav tako žanje visoke številke, iPhone Air zapostaja.

    Objavljeno: 20.10.2025 05:00
  • Nvidia: Kitajska je za nas mrtva

    Nvidijin direktor Jensen Huang je dejal, da je tržni delež podjetja na Kitajskem hitro padel s 95 odstotkov na ničlo. To ni presenetljivo, saj izvoz na Kitajsko prepoveduje kar ameriška administracija. A to v resnici ni čisto res, saj po drugi strani več kot četrtino prodaje predstavlja izvoz v Singapur – od koder na Kitajsko vodijo neuradne poti.

    Objavljeno: 20.10.2025 07:00
  • Nizozemska prisilno prevzela kitajsko tovarno čipov

    Nizozemska je z izjemno kontroverzno in neobičajno potezo prevzela nadzor nad podjetjem Nexperia, ki je bilo v kitajski lasti. Ministrstvo za gospodarstvo je uporabilo zakon o dostopnosti izdelkov in ocenilo, da je vodenje podjetja resno zgrešeno, to pa ima posledice za dostopnost čipov, ki so ključna dobrina za državo in Evropo.

    Objavljeno: 14.10.2025 07:00
  • Windows bo umetni inteligenci dovolil dostop do lokalnih datotek

    Microsoft bo v operacijski sistem Windows 11 uvedel novo funkcionalnost umetne inteligence, imenovano Copilot Actions, ki omogoča izvajanje nalog na lokalno shranjenih datotekah. 

    Objavljeno: 17.10.2025 08:00
  • Apple z novim procesorjem in napravami

    Apple je presenetljivo tiho predstavil novo tablico iPad Pro, prenosnik MacBook Pro in očala Vision Pro.

    Objavljeno: 16.10.2025 08:00
 
  • Polja označena z * je potrebno obvezno izpolniti
  • Pošlji