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

  • Android vam bo povedal, ali vam policija prisluškuje

    Čedalje popularnejši način prisluškovanja in prestrezanja podatkov z mobilnih telefonov je uporaba lažnih baznih postaj (IMSI catcher), ki jih imajo organi pregona v nekaterih državah, lahko pa tudi drugi akterji. Na takšno napravo se povežejo vsi telefoni v okolici, saj njen signal preglasi legitimne bazne postaje, upravljavec pa potem zlahka prestreza komunikacijo. Uporabnik tega početja praktično ne more zaznati.

    Objavljeno: 1.7.2025 07:00
  • Tisoče severnokorejskih uslužbencev prikrito na daljavo delalo v ameriških podjetjih

    Ameriško pravosodno ministrstvo je vložilo obtožnice zoper devet ljudi, ki so skrbeli za prikrito zaposlovanje računalnikarjev iz Severne Koreje za delo na daljavo v ameriških podjetjih. En Američan, šest Kitajcev in dva Tajvanca so obtoženi prevare, pranja denarja, kraje identitete, nepooblaščenega dostopa v računalniški sistem in kršenja mednarodnih sankcij.

    Objavljeno: 2.7.2025 07:00
  • Naprava, ki z laserji uničuje komarje

    Čeprav še nimamo letečih avtomobilov ali robotov strežnikov, lahko zdaj naročimo nekaj, o čemer smo od nekdaj sanjali - lasersko napravo, ki zazna in ubije komarja v nekaj milisekundah.

    Objavljeno: 3.7.2025 11:00
  • Podjetja nočejo Copilota, ker zaposleni raje uporabljajo ChatGPT

    Microsoft kljub velikim naporom (beri: finančnemu vložku) podjetjem težko proda storitve umetne inteligence Copilot.

    Objavljeno: 27.6.2025 09:00
  • Kitajski prenosniki so dve leti za zahodnimi

    Čeprav se Kitajci močno trudijo in izdatno investirajo v domači razvoj in proizvodnjo čipov, so še vedno vsaj dve generaciji za zahodnimi izdelki. To izkazuje tudi najnovejši Huaweijev prenosnik MateBook Fold Ultimate, ki poganja lastni HarmonyOS in ima same kitajske komponente. A te v primerjavi z zahodnimi zaostajajo.

    Objavljeno: 25.6.2025 07:00
  • Pametna očala s samodejnim ostrenjem bi lahko nadomestila bifokalna stekla

    Finsko podjetje IXI razvija inovativna očala z lečami, ki se samodejno ostrijo glede na pogled uporabnika. 

    Objavljeno: 23.6.2025 10:00 | Teme: pametna očala
 
  • Polja označena z * je potrebno obvezno izpolniti
  • Pošlji