Saghin Sabrina
Recent, un model avansat de inteligență artificială a realizat o descoperire remarcabilă care ar putea transforma știința și cercetarea medicală. Un sistem AI a simulat jumătate de miliard de ani de evoluție moleculară și a generat codul unei proteine complet noi, care nu există în natură.
Acest proiect inovator, descris în revista Science, deschide noi orizonturi pentru biologie, chimie și dezvoltarea de medicamente. Este un pas uriaș în înțelegerea și manipularea proteinelor, esențiale pentru viață, și o dovadă a potențialului enorm al inteligenței artificiale în cercetarea științifică.
Noua proteină creată de AI, denumită esmGFP, are proprietăți fluorescente asemănătoare celor ale proteinelor care conferă strălucire meduzelor și coralilor. Aceasta poate fi folosită pentru diverse aplicații, începând cu imagistica celulară și diagnosticarea bolilor, până la dezvoltarea unor tratamente inovatoare.
Cercetătorii care au realizat acest experiment sunt de părere că această descoperire va deschide calea pentru noi tehnologii și procese de fabricație a proteinelor, fără a fi nevoie de evoluție naturală sau de experimentări de lungă durată. Modelul de inteligență artificială folosit pentru a genera acest cod proteic este considerat un instrument de rezolvare a problemelor la scară largă, care va revoluționa nu doar biologia, ci și medicamentele și biotehnologia.
Cum a reușit inteligența artificială să simuleze milioane de ani de evoluție
Modelul de inteligență artificială utilizat în acest experiment, numit ESM3, este o tehnologie de ultimă oră care a fost antrenată pe un volum imens de date despre proteinele existente în natură. ESM3, descris de cercetători ca fiind echivalentul unui GPT-4 al biologiei, nu urmează regulile evoluției naturale obișnuite. În loc să evolueze treptat, sistemul AI folosește algoritmi de învățare automată pentru a analiza secvențele și structurile proteinelor deja existente, completând informațiile lipsă și generând noi structuri proteice, potențial funcționale.
Conform cercetătorilor, noua proteină fluorescentă, esmGFP, are doar 58% similitudine cu proteina cea mai apropiată cunoscută, ceea ce înseamnă că restul secvenței sale este complet original. Acest lucru sugerează că, în mod natural, evoluția unei astfel de proteine ar fi necesitat 96 de mutații genetice distincte, un proces care, în ritmul evoluției naturale, ar fi durat mai mult de 500 de milioane de ani. Descoperirea acestei proteine, care nu ar fi evoluat într-un timp natural acceptabil, subliniază capacitatea extraordinară a inteligenței artificiale de a simula și accelera procese care în mod tradițional ar fi imposibil de realizat într-un timp scurt.
Aceste progrese în domeniul inteligenței artificiale nu doar că pot ajuta la dezvoltarea unor proteine mai eficiente pentru cercetarea medicală, dar pot oferi și soluții mai rapide în biotehnologie, economisind timp și resurse. Alex Rives, cofondator și om de știință șef la EvolutionaryScale, a subliniat că modelul AI ESM3 poate învăța biologia fundamentală și poate genera proteine funcționale dincolo de limitele evoluției naturale, deschizând astfel calea pentru noi descoperiri în domenii ca medicina, biotehnologia și materialele avansate.
Implicațiile pentru medicina și biotehnologia viitorului
Proteinele sunt molecule esențiale în organism, având roluri cheie în structura și funcționarea celulelor, precum și în procesele vitale ale organismului. De exemplu, proteinele fluorescente, cum ar fi cele care dau strălucirea meduzelor, sunt folosite pe scară largă în laboratoare pentru a urmări activitatea celulară și a facilita diagnosticul unor afecțiuni. În acest context, dezvoltarea unor proteine fluorescente noi, care pot fi create cu ajutorul inteligenței artificiale, poate duce la îmbunătățirea tehnicilor de imagistică și la îmbogățirea paletei de instrumente medicale disponibile.
Aplicabilitatea proteinei esmGFP, deși este un concept tehnologic inovator, sugerează posibile utilizări în imagistica medicală, diagnosticarea și tratamentele pentru diverse boli, inclusiv cancer. De asemenea, tehnologia ar putea revoluționa cercetarea privind proteinele care au aplicații tehnologice și industriale, cum ar fi crearea de materiale bio-compatible sau noi soluții pentru stocarea energiei.
Această descoperire este un exemplu de utilizare a inteligenței artificiale pentru accelerarea progresului științific. Tehnologia AI permite nu doar simularea proceselor de evoluție moleculară, dar și o explorare mult mai rapidă a soluțiilor care, altfel, ar fi fost realizate într-un interval mult mai lung de timp. Este posibil ca în viitor cercetătorii să poată descoperi noi proteine și soluții biologice pentru o gamă largă de aplicații, economisind astfel ani de cercetare tradițională.
În concluzie, descoperirea realizată de inteligența artificială, care a creat o proteină care ar fi necesitat milioane de ani pentru a evolua în natură, reprezintă o oportunitate extraordinară pentru medicina modernă și biotehnologia viitorului. Acest succes demonstrează că, cu ajutorul tehnologiilor avansate, putem accelera descoperirile științifice și dezvoltarea de noi tratamente și soluții pentru problemele medicale și tehnologice ale lumii moderne.
