NEWS

Lasker Basic Medical Research Award tamin'ity taona ity dia nomena an'i Demis Hassabis sy John Jumper noho ny fandraisany anjara tamin'ny famoronana ny rafitra faharanitan-tsaina artifisialy AlphaFold izay maminavina ny firafitry ny proteinina telo-dimensional mifototra amin'ny filaharana voalohany amin'ny asidra amine.

Ny vokatr'izy ireo dia mamaha olana izay nanelingelina ny vondrom-piarahamonina siantifika hatry ny ela ary manokatra ny varavarana hanafaingana ny fikarohana manerana ny sehatry ny biomedical. Ny proteinina dia manana anjara toerana lehibe amin'ny fivoaran'ny aretina: amin'ny aretin'i Alzheimer, miforitra sy mitambatra izy ireo; Amin'ny homamiadana, very ny asany mifehy azy; Amin'ny fikorontanan'ny metabolika ao an-kibo dia tsy miasa izy ireo; Ao amin'ny cystic fibrosis dia miditra amin'ny toerana tsy mety ao amin'ny sela izy ireo. Santionany amin’ireo rafitra maro mahatonga aretina ireo. Ny modely amin'ny firafitry ny proteinina amin'ny antsipiriany dia afaka manome fanamafisana atomika, mitondra ny famolavolana na fifantenana molekiola manana fifandraisana ambony, ary manafaingana ny fahitana zava-mahadomelina.

Ny firafitry ny proteinina amin'ny ankapobeny dia voafaritra amin'ny alàlan'ny crystallography X-ray, resonance magnetika nokleary ary mikroskopika cryo-electron. Lafo sy mandany fotoana ireo fomba ireo. Izany dia miteraka angon-drakitra firafitry ny proteinina 3D izay misy angona ara-drafitra eo amin'ny 200.000 eo ho eo, raha ny teknolojian'ny sequence ADN kosa dia namokatra filaharana proteinina 8 tapitrisa mahery. Tamin'ny taona 1960, Anfinsen et al. Hita fa ny filaharan'ny asidra amine 1D dia afaka miforitra ho azy sy miverimberina ao amin'ny endrika telo dimensions (sary 1A), ary ny "chaperones" molekiola dia afaka manafaingana sy manamora izany dingana izany. Ireo fandinihana ireo dia mitarika fanamby 60 taona amin'ny biolojia molekiola: maminavina ny firafitry ny proteinina 3D avy amin'ny filaharan'ny asidra amine 1D. Miaraka amin'ny fahombiazan'ny Human Genome Project, ny fahafahantsika mahazo ny filaharan'ny asidra amine 1D dia nihatsara be, ary vao mainka maika io fanamby io.

Sarotra ny maminavina ny firafitry ny proteinina noho ny antony maro. Voalohany, mila fikarohana be dia be ny toerana misy dimanjato telo amin'ny atoma tsirairay amin'ny asidra amino rehetra. Faharoa, ny proteinina dia mampiasa faran'izay mifameno amin'ny firafitry ny simika azy mba handrindrana ny ataoma. Satria matetika ny proteinina dia manana "mpanome" fatorana hidrôzenina an-jatony (matetika oksizenina) izay tokony ho akaikin'ny "accepteur" fatorana hidrozenina (matetika azota mifatotra amin'ny hydrogène), dia mety ho sarotra be ny mahita conformations izay saika ny mpanome rehetra dia akaiky ny mpandray. Fahatelo, misy ohatra voafetra ho an'ny fanofanana fomba andrana, noho izany dia ilaina ny mahatakatra ny mety ho fifandraisana telo dimensions eo amin'ny asidra amine mifototra amin'ny filaharana 1D mampiasa vaovao momba ny fivoaran'ny proteinina mifandraika.

Ny fizika no nampiasaina voalohany mba hamolavolana ny fifandraisan'ny atôma amin'ny fitadiavana ny fampifanarahana tsara indrindra, ary novolavolaina ny fomba haminavina ny firafitry ny proteinina. Karplus, Levitt ary Warshel dia nahazo ny loka Nobel 2013 momba ny simia noho ny asany momba ny simulation computational ny proteinina. Na izany aza, ny fomba mifototra amin'ny fizika dia lafo amin'ny fikajiana ary mitaky fanodinana eo ho eo, noho izany dia tsy azo vinavinaina ny rafitra misy dimanjato telo. Fomba iray hafa "mifototra amin'ny fahalalana" dia ny fampiasana angon-drakitra misy rafitra sy filaharana fantatra mba hanofana modely amin'ny alàlan'ny faharanitan-tsaina artifisialy sy fianarana milina (AI-ML). Hassabis sy Jumper dia mampihatra singa amin'ny fizika sy AI-ML, fa ny fanavaozana sy ny fitsambikinana amin'ny fanatanterahana ny fomba fiasa dia avy amin'ny AI-ML voalohany indrindra. Ireo mpikaroka roa ireo dia nampifangaro tamin'ny famoronana angon-drakitra lehibe ho an'ny daholobe miaraka amin'ny loharanon-karena informatika indostrialy mba hamoronana AlphaFold.

Ahoana no ahafantarantsika fa "namaha" ny piozila momba ny faminaniana ara-drafitra izy ireo? Tamin'ny taona 1994, natsangana ny fifaninanana Critical Assessment of Structure Prediction (CASP), izay mihaona isaky ny roa taona hanaraha-maso ny fivoaran'ny faminaniana ara-drafitra. Ireo mpikaroka dia hizara ny filaharan'ny proteinina 1D izay novahany vao haingana ny rafitra, saingy tsy mbola navoaka ny valiny. Ny mpamantatra dia maminavina ny rafitra telo amin'ny lafiny mampiasa ity filaharana 1D ity, ary ny mpandinika dia mitsara tsy miankina ny kalitaon'ny vokatra voavinavina amin'ny fampitahana azy ireo amin'ny rafitra telo dimensions nomen'ny mpandinika (nomena ho an'ny mpandinika ihany). Ny CASP dia manao famerenana jamba marina ary mirakitra ny fitsambikinana ara-potoana mifandraika amin'ny fanavaozana metodolojika. Tamin'ny fihaonambe CASP faha-14 tamin'ny taona 2020, ny valin'ny faminavinan'ny AlphaFold dia nampiseho fientanam-po toy izany ka nanambara ny mpikarakara fa voavaha ny olan'ny faminaniana momba ny rafitra 3D: ny fahamarinan'ny ankamaroan'ny faminaniana dia manakaiky ny fandrefesana andrana.

Ny dikany midadasika kokoa dia ny asan'i Hassabis sy Jumper dia mampiseho amin'ny fomba maharesy lahatra ny fomba ahafahan'ny AI-ML manova ny siansa. Ny fikarohana nataony dia mampiseho fa ny AI-ML dia afaka manangana vinavina ara-tsiansa saro-takarina avy amin'ny loharanom-baovao maro, fa ny mekanika saina (mitovy amin'ireo ao amin'ny ChatGPT) dia afaka mahita ny fiankinan-doha sy ny fifamatorana lehibe amin'ny loharanom-baovao, ary ny AI-ML dia afaka mitsara tena ny kalitaon'ny vokatra vokariny. AI-ML dia manao siansa amin'ny ankapobeny.