این سوال که چگونه ترکیب شیمیایی یک پروتئین، توالی آمینو اسید، ساختار سه بعدی آن را مشخص می کند، برای بیش از نیم قرن، یکی از بزرگترین چالش ها در بیوفیزیک [3] بوده است. این دانش در مورد به اصطلاح «تاشدگی[4]» پروتئین ها، خواستار زیادی دارد؛ از آنجایی که سهم قابل توجهی در درک بیماری های گوناگون و درمان آنها، و موارد دیگر، دارد. به همین دلایل تیم تحقیقاتی دیپ مایند گوگل[5]، هوش مصنوعی آلفا فولد [6] را که ساختارهای سه بعدی را پیش بینی می کند، توسعه داده است.

اکنون تیمی متشکل از پژوهشگران دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینز[7] و دانشگاه کالیفرنیا [8]، لس آنجلس، نگاه دقیقتری به این ساختارها انداخته و آنها را با توجه به گره ها بررسی کرده اند. ما گره ها را عمدتا از بند کفش و سیم می شناسیم، اما اینها در مقیاس نانو در سلول های ما نیز رخ می دهند. پروتئین های گره دار نه تنها برای ارزیابی کیفیت پیش بینی های ساختار استفاده می شوند، بلکه سوالات مهمی را درباره سازو کار های تاشدگی و تکامل پروتئین ها مطرح می کنند.

پیچیده ترین گره ها برای آزمایش آلفا فولد:

مارتن آ. برمز[9]، دانشجوی دکترا در گروه دکتر پیتر ویرنائو[10] در دانشگاه ماینز بیان کرد: « ما همه پیش بینی های آلفا فولد، چیزی در حدود 100,000، برای گره های پروتئینی جدید، به صورت عددی بررسی کردیم». هدف این بود که ساختارهای کمیاب و با کیفیت بالا حاوی گره های پروتئینی پیچیده و ازپیش ناشناخته را مشخص کنیم تا مبنایی برای تایید آزمایشی پیش بینی های آلفا فولد فراهم شود. این مطالعه نه تنها پیچیده ترین پروتئین های گره خورده را تا به امروز، بلکه اولین گره های ترکیبی را نیز کشف کرد. مورد دوم می تواند به عنوان دو گره جداگانه روی یک ریسمان یکسان در نظر گرفته شود.

رابرت رانکل [11]، فیزیکدان نظری دست‌اندرکار این پروژه نیز افزود: «این اکتشافات جدید، بینشی را در مورد سازوکارهای تکاملی در پس چنین پروتئین های کمیابی نیز ارائه می دهد». نتایج این مطالعه اخیرا در ]مجله[ پروتئین ساینس[12] منتشر شده است.

دکتر پیتر ویرنائو از نتایج خرسند است: «ما با دکتر تاد ییتس [13]، از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس[14]، برای تایید آزمایشگاهی این ساختارها همکاری ایجاد کرده‌ایم. این مسیر پژوهشی، دیدگاه جامعه بیوفیزیک را در مورد هوش مصنوعی، شکل خواهد داد- و ما خوش شانسیم که متخصصی مانند تاد ییتس را در (این پروژه) داریم».

لینک اصلی خبر: https://phys.org/news/2022-07-physicists-ai-complex-protein.html

مترجم: حدیث ثلاثی

ویراستار: فاخته قنبرنژاد

تاریخ ارائه خبر: 05/05/1401

برچسب ها: (نوع خبر: خبر علمی)؛ (حوزه خبر:بیوفیزیک)

لغات تخصصی ترجمه‌شده و اسامی خاص:

[1] AI (Artificial Intelligence)

[2] protein knots

[3] Biophysics

[4] folding

[5] Googles DeepMind research team

[6] AlphaFold

[7] Johannes Gutenberg University Mainz (JGU)

[8] University of California, Los Angeles

[9] Maarten A. Brems

[10] Dr. Peter Virnau

[11] Robert Runkel

[12] Protein Science

[13] Dr. Todd Yeates