Neuveriteľné! AI simulovala 500 miliónov rokov evolúcie. Vytvorila nový proteín, ktoré sa v prírode nenachádza

Výskumníci pomocou AI simulovali 500-miliónov rokov evolúcie a vytvorili nový proteín, ktorý v prírode nenájdeme.

bunky v ludskom tele
Zdroj: Giovanni_Cancemi / depositphotos.com

Tím AI výskumníkov, biológov a evolučných špecialistov objavili nový prelomový spôsob ako syntetizovať nové proteíny. Ako informuje portál Phys, vytvorili AI model, ktorý simuloval 500-miliónov rokov evolúcie a výsledkom bol doteraz neznámi jasne fluorescenčný proteín. 

Nový model sa nazýva ESM3. Autori štúdie tvrdia, že predchádzajúce štúdie ukázali, že syntetizácia nových proteínov poskytuje vedcom jedinečný pohľad na štruktúru a funkcie prirodzených proteínov. Do dnešného dňa však boli laboratórne vytvorené proteíny kópiami proteínov, ktoré sa vyskytujú v prírode. Nová štúdia ale pomocou imitácie evolučného procesu získala proteín, ktorý nikdy v prírode neexistoval. 

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

“Vytváranie umelých proteínov nám otvára dvere do mnohých nových oblastí výskumu. Vďaka tomuto procesu dokážeme lepšie pochopiť povahu proteínov a zároveň dokážeme nové proteíny využiť aj pri praktických aplikáciách,” vysvetľujú autori výskumu.  

AI model ESM3 je multimodálnym generatívnym jazykovým modelom. Znamená to, že sa podobá na tradičných chatbotov ako ChatGPT alebo Gemini. Tento model sa ale špecializuje na prírodu a výskumníci ho trénovali na obrovskom množstve vedeckých dát. Presnejšie model trénovali na 771-miliardách tokenov, ktoré vytvorili z 3,15-miliárd sekvencií proteínov, 236-miliónov proteínových štruktúru a 539-miliónov proteínových anotácií.  

Al umelá inteligencia
Zdroj: AMRULQAYS z Pixabay.com

Autori štúdie prirovnávajú dáta k 500-miliónom rokov evolučného procesu. Keď s pomocou umelej inteligencie chceli vytvoriť nové proteíny, umelá inteligencia im poskytla genetické sekvencie, ktoré sa nepodobali na akúkoľvek známu proteínovú sekvenciu. V rámci výskumu autori špecificky nariadili umelej inteligencii, aby vytvorila nový zelený fluorescenčný proteín. Existuje niekoľko podobných proteínov, ktoré svietia pod ultrafialovým svetlom. Tieto proteíny sa využívajú ako markery, na sledovanie rôznych procesov.  

Nový proteín výskumníci označili ako esmGFP. Naznačujú, že podobné AI modely by mohli byť použité na vytváranie aj ďalších nových proteínov. Tie by sme potom mohli použiť na výskum životného prostredia ale aj v zdravotníctve.  

Nové proteíny môžu viesť aj k tomuto scenáru 

Ešte minulý rok v decembri sa objavila štúdia, ktorá sa zameriavala na hypotetický scenár vytvorenia takzvaného “zrkadlového života”. Všetky biomolekuly, napríklad DNA alebo proteíny, majú, rovnako ako my, svoju “dominantnú ruku”. Môžeme teda povedať, že všetky môžu mať teoreticky svoju “ľavú” a “pravú” verziu. Pred miliardami rokov sa život na Zemi rozhodol pre ľavé verzie proteínov a naprieč evolúciou používal tieto ľavé verzie proteínov. 

DNA
Zdroj: vchal / shutterstock.com

Keď hovoríme o zrkadlovom živote, dostávame sa do zaujímavého myšlienkového experimentu. Čo ak by sa nám podarilo vytvoriť život s “pravými” proteínmi namiesto ľavých? Išlo by o organizmy, ktoré sa veľmi podobajú na prirodzený život, no neexistujú voľne v prírode. Preto je zrkadlový život niečo, čo vieme vytvoriť len v laboratóriu.   

Zrkadlové molekuly totiž nie sú rozpoznané tráviacimi enzýmami, čiže majú potenciál ostať v tele oveľa dlhšie. Teoreticky by sme vďaka tomu mohli vytvoriť novú radu liekov, ktoré nám dovolia liečiť dnes ťažko vyliečiteľné ochorenia. Dnes dokážu výskumníci vyrobiť “zrkadlové lieky”, no veľmi komplikovaným spôsobom. Prakticky spájajú chemicky atóm po atóme. Ak by existovala zrkadlová baktéria, tá by mohla vytvoriť zrkadlový liek oveľa prirodzenejšie, čo by viedlo k ľahšej masovej produkcii tohto lieku.   

Výskumníci veria, že už do niekoľkých dekád by pokroky v technológiách natoľko výrazné, že by sme mohli takúto formu života vytvoriť. Zrkadlové baktérie by mohli odštartovať boom vo výrobe nových liekov, no výskumníci varujú. Syntetický život môže so svojim okolím interagovať nečakanými a možno aj nebezpečnými spôsobmi.   

Existuje reálne riziko, že zrkadlový život by sa mohol začať nekontrolovateľne rozmnožovať, pretože by ho nedržali na uzde prirodzené mechanizmy, ktoré dnes bránia baktériám premnožiť sa.  Viac sa o “zrkadlovom živote” môžeš dozvedieť v tomto článku. 

Prihlás sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy

Komentáre