AlphaProteo: سیستم انقلابی گوگل دیپ‌مایند در طراحی پروتئین‌ها

گوگل دیپ‌مایند با رونمایی از سیستم هوش مصنوعی جدیدی به نام AlphaProteo، قدم بزرگی در زمینه طراحی پروتئین‌های جدید برداشت. این سیستم قادر است پروتئین‌های جدیدی طراحی کند که با مولکول‌های هدف بایند شوند. این تکنولوژی می‌تواند دنیای طراحی دارو و تحقیقات بیماری‌ها را متحول کند.

دستاوردهای AlphaProteo در بایندینگ پروتئین‌ها

یکی از موفقیت‌های برجسته AlphaProteo، طراحی موفق پروتئین‌هایی است که به VEGF-A، یک پروتئین مرتبط با سرطان و دیابت، بایند می‌شوند. این نخستین بار است که یک ابزار هوش مصنوعی موفق به طراحی پروتئینی برای بایندینگ با VEGF-A شده است. در آزمایش‌های انجام شده، عملکرد این سیستم در مقایسه با روش‌های قبلی بسیار برتر بوده است.

نحوه عملکرد AlphaProteo

سیستم AlphaProteo با استفاده از حجم عظیمی از داده‌های پروتئینی، مانند داده‌های بانک اطلاعات پروتئینی (PDB) و بیش از 100 میلیون ساختار پیش‌بینی شده توسط AlphaFold، به یادگیری نحوه بایندینگ مولکول‌ها پرداخته است. این سیستم، با دریافت ساختار مولکول هدف و مکان‌های بایندینگ ترجیحی، پروتئین‌هایی طراحی می‌کند که به‌طور خاص در این مکان‌ها بایند شوند.

آزمایش و نتایج اولیه AlphaProteo

برای ارزیابی قابلیت‌های AlphaProteo، تیم تحقیقاتی دیپ‌مایند این سیستم را بر روی مجموعه‌ای از پروتئین‌های هدف، از جمله پروتئین‌های ویروسی و پروتئین‌های مرتبط با سرطان، التهاب و بیماری‌های خودایمنی، آزمایش کردند. نتایج این آزمایش‌ها نشان داد که پروتئین‌های طراحی‌شده توسط AlphaProteo در اکثر موارد با موفقیت بایند شدند.

به‌عنوان مثال، در آزمایش بایندینگ با پروتئین ویروسی BHRF1، 88 درصد از مولکول‌های AlphaProteo با موفقیت در آزمایش‌های آزمایشگاهی بایند شدند. به‌طور میانگین، پروتئین‌های طراحی‌شده توسط AlphaProteo ده برابر قوی‌تر از روش‌های دیگر بودند.

محدودیت‌ها و آینده AlphaProteo

با وجود موفقیت‌های چشمگیر، AlphaProteo همچنان با برخی محدودیت‌ها مواجه است. به‌عنوان مثال، این سیستم نتوانست پروتئین‌های موفقی برای بایندینگ با TNFα، پروتئینی مرتبط با بیماری‌های خودایمنی مانند آرتریت روماتوئید، طراحی کند.

همکاری‌ها و مسیر آینده

تیم دیپ‌مایند برای توسعه مسئولانه این سیستم، در حال همکاری با کارشناسان خارجی و مؤسسات مرتبط است. همچنین این تیم برنامه دارد تا از AlphaProteo برای حل مشکلات زیست‌شناسی کاربردی بهره‌برداری کرده و در طراحی داروها نیز از این سیستم استفاده کند.