Τεχνητή νοημοσύνη και ιατρική: Μοντέλο ΑΙ «έτρεξε» 500 εκατ. έτη μοριακής εξέλιξης

11:04 2/2/2025 - Πηγή: Attiki Press

Μια πρωτεΐνη που η φύση θα χρειαζόταν 500 εκατομμύρια χρόνια για να εξελίξει, δημιουργήθηκε μέσα σε δευτερόλεπτα από ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης (AI), σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη. Η πρωτεΐνη esmGFP, εμπνευσμένη από τις φθορίζουσες πρωτεΐνες που συναντώνται σε μέδουσες και κοράλλια, ανοίγει νέους δρόμους στην ανάπτυξη φαρμάκων και τη βιοτεχνολογία. Αν και προς το παρόν υπάρχει μόνο ως υπολογιστικός κώδικας, η μοναδική αλληλουχία της αποτελεί απόδειξη των δυνατοτήτων της AI στη μοριακή μηχανική. Η esmGFP παρουσιάζει μόνο 58% ομοιότητα με την πλησιέστερη γνωστή φθορίζουσα πρωτεΐνη, ενώ για να προκύψει φυσικά θα απαιτούνταν 96 γενετικές μεταλλάξεις, διαδικασία που στη φύση θα διαρκούσε μισό δισεκατομμύριο χρόνια. Το μοντέλο AI ESM3, που αναπτύχθηκε από την εταιρεία EvolutionaryScale, ξεπέρασε αυτούς τους χρονικούς περιορισμούς, δημιουργώντας μια λειτουργική πρωτεΐνη μέσα από πιθανές μοριακές διατάξεις που η εξέλιξη δεν είχε ποτέ την ευκαιρία να δοκιμάσει.

Οι ερευνητές εκπαίδευσαν το ESM3 σε δεδομένα από 2,78 δισεκατομμύρια πρωτεΐνες που υπάρχουν στη φύση, διδάσκοντάς του τις θεμελιώδεις αρχές των αλληλουχιών αμινοξέων, της δομής και της λειτουργίας. Στη συνέχεια, το μοντέλο «συμπλήρωσε» τυχαία ελλιπείς πρωτεϊνικές ακολουθίες, επιτρέποντας τη δημιουργία νέων, λειτουργικών πρωτεϊνών που δεν έχουν εμφανιστεί ποτέ στη φύση. Η ικανότητα του ESM3 να δημιουργεί νέες πρωτεΐνες με καινοτόμες ιδιότητες θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τη βιοϊατρική έρευνα και τον σχεδιασμό φαρμάκων. «Ανακαλύπτουμε πρωτεΐνες πέρα από τα όρια της φυσικής εξέλιξης», δηλώνει ο Alex Rives, επικεφαλής επιστήμονας της EvolutionaryScale. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 16 Ιανουαρίου στο Science, σηματοδοτεί μια επαναστατική προσέγγιση στην πρωτεϊνική μηχανική, ανοίγοντας τον δρόμο για νέα θεραπευτικά μέσα και βιοτεχνολογικές εφαρμογές που μέχρι σήμερα φάνταζαν αδύνατες.

We’re thrilled to present ESM3 in @ScienceMagazine. ESM3 is a generative language model that reasons over the three fundamental properties of proteins: sequence, structure, and function. Today we’re making ESM3 available free to researchers worldwide via the public beta of an API… pic.twitter.com/BY4Glad59x

— Alex Rives (@alexrives) January 16, 2025