Boffins arendab tehisintellekti mudelit valkude kujundamiseks sünteetilise vereplasma valmistamiseks

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Teadlased kasutavad tehisintellekti algoritme, et kavandada uusi materjale, sealhulgas sünteetilisi valke võltsitud vereplasma ja rakkude sees leiduvate bioloogiliste vedelike valmistamiseks.

Teadlaste sõnul suutsid need kunstlikud ained toetada looduslikke valke ja tugevdada nende omadusi. Näiteks AI-ga valmistatud vereplasma võib lahustada ja hoida tõelisi valgu biomarkereid toatemperatuuril, ilma et oleks vaja külmutada.

Kõik andmed näitavad, et saame kasutada seda disainiraamistikku, seda filosoofiat, et genereerida polümeere punktini, mida bioloogiline süsteem ei suudaks ära tunda, kas see on polümeer või valk

Teises katses valmistati katseklaasides lahus, mis sisaldas võltspolümeeride segu, et jäljendada tsütosooli, rakkudes leiduvat vedelikku. Kui ribosoomid, RNA-d sisaldavad molekulid, lisati, jätkasid nad normaalset toimimist, luues valke, nagu töötaksid nad päris rakus.

Ting Xu, Berkeley ülikooli keemia, materjaliteaduse ja inseneriteaduse professor, juhtis uurimistööd ja usub, et tehisintellekt suudab kavandada uusi polümeere bioloogiliste valkude suurendamiseks. Valgud on teatud tüüpi polümeer, molekulid, mis koosnevad väiksemate korduvate ühikute järjestusest. Valkudes on ehitusplokkideks 20 erinevat aminohapet.

"Põhimõtteliselt näitavad kõik andmed, et saame kasutada seda disainiraamistikku, seda filosoofiat, et genereerida polümeere nii kaugele, et bioloogiline süsteem ei suudaks ära tunda, kas see on polümeer või valk," ütles Xu. seisukoht. "Põhimõtteliselt lollime bioloogiat.

Süvaõppe mudel, modifitseeritud variatsiooniline autoenkooder (VAE), õppis kodeerima funktsioone, mis kaardistavad valgustruktuurid nende funktsioonidega, ja seda kasutati uute spetsiifiliste omadustega materjalide kujundamiseks. "Me vaatame järjestusruumi, mille loodus on juba kujundanud, analüüsime seda, paneme polümeeri sobima sellega, mida loodus on juba välja arendanud, ja need töötavad," Xu ütles.

"Seda koolitati looduslike valkude abil, lõigates valgud lühikesteks segmentideks. Ühendades nende evolutsiooniliselt valitud segmentide keemilised omadused, töötame välja polümeeri jäljendamise kavandi,“ selgitas ta. Register.

Paberis kirjeldatud süsteem avaldatud Looduses võimaldab teadlastel kujundada hübriidbioloogilisi süsteeme või lisada olemasolevatele materjalidele uusi omadusi. Teadlased võiksid teha uusi plastpolümeere, mis aja jooksul loomulikult lagunevad, et võidelda näiteks jäätmetega, või arendada sünteetilisi valke ravimite kohaletoimetamiseks või bioloogiliste protsesside (nt fotosünteesi) tõhustamiseks.

Xu usub, et teadlased peavad hakkama sünteetilisi valke uutel viisidel kujundama ja pöörama vähem rõhku looduslike struktuuride jäljendamisele. Erinevalt tõelistest valkudest koosnesid AI-ga valmistatud polümeerid vaid viiest või kuuest erinevast aminohappest, muutes need vähem keerukaks ja kergemini sünteesitavaks.

"Toidu- ja ravimiamet ei ole aastakümneid heaks kiitnud ühtegi uut materjali polümeersete biomaterjalide jaoks ja ma arvan, et põhjuseks on see, et paljud sünteetilised polümeerid ei tööta tegelikult - me liigume vales suunas," ütles ta. "Me ei lase bioloogial meile öelda, kuidas materjal peaks olema kujundatud. Me vaatame individuaalseid teid, individuaalseid tegureid, mitte aga terviklikult. ®