کشف اسرار پروتئین ها با هوش مصنوعی پیشرفته
کشف اسرار پروتئین ها با هوش مصنوعی پیشرفته -ابزار DeepGO-SE AI KAUST در پیش‌بینی عملکرد پروتئین‌های ناشناخته برتری دارد و کاربردهای امیدوارکننده‌ای را در بیوتکنولوژی و تحقیقات ارائه می‌کند.
یک ابزار جدید هوش مصنوعی (AI) که استنتاج های منطقی در مورد عملکرد پروتئین های ناشناخته می گیرد، به دانشمندان کمک می کند تا عملکرد درونی سلول را کشف کنند.
این ابزار که توسط محقق بیوانفورماتیک KAUST، Maxat Kulmanov و همکارانش توسعه یافته است، از روش‌های تحلیلی موجود برای پیش‌بینی عملکرد پروتئین بهتر عمل می‌کند و حتی قادر به تجزیه و تحلیل پروتئین‌ها بدون تطابق واضح در مجموعه داده‌های موجود است.
پیشرفت در تجزیه و تحلیل عملکرد پروتئین
این مدل که DeepGO-SE نامیده می‌شود، از مدل‌های زبانی بزرگ مشابه با ابزارهای مولد هوش مصنوعی مانند Chat-GPT بهره میبرد.
سپس از دلالت منطقی استفاده می‌کند تا بر اساس اصول بیولوژیکی کلی در مورد نحوه عملکرد پروتئین‌ها، نتایج معنی‌داری در مورد عملکردهای مولکولی بگیرد.
اساساً رایانه‌ها را قادر می‌سازد تا با ساخت مدل‌هایی از بخشی از جهان – در این مورد، عملکرد پروتئین – و استنباط معقول‌ترین سناریو بر اساس عقل سلیم و استدلال در مورد آنچه باید در این مدل‌های جهانی اتفاق بیفتد، به رایانه‌ها به طور منطقی نتایج را پردازش کنند.
تحقیقات و کاربردهای مشترک
رابرت هوندورف، رئیس گروه تحقیقاتی زیست هستی‌شناسی KAUST، که بر این تحقیق نظارت داشت، می‌گوید: «این روش کاربردهای زیادی دارد، به‌ویژه زمانی که نیاز به استدلال بر روی داده‌ها و فرضیه‌های تولید شده توسط شبکه عصبی یا مدل‌های یادگیری ماشین دیگری باشد. ” او اضافه می کند.
کولمانوف و هوندورف با استفان آرولد از KAUST و همچنین محققان موسسه بیوانفورماتیک سوئیس برای ارزیابی توانایی مدل در رمزگشایی عملکرد پروتئین هایی که نقش آنها در بدن ناشناخته است، همکاری کردند.
این ابزار با موفقیت از داده های مربوط به توالی اسید آمینه یک پروتئین ناشناخته و برهمکنش های شناخته شده آن با سایر پروتئین ها استفاده کرد و عملکرد مولکولی آن را دقیقاً پیش بینی کرد.
این مدل به قدری دقیق بود که DeepGO-SE در یک رقابت بین‌المللی ابزارهای پیش‌بینی عملکرد، در بین 20 الگوریتم برتر از بیش از 1600 الگوریتم قرار گرفت.
تاثیر و مسیرهای آینده
تیم KAUST اکنون از این ابزار برای بررسی عملکرد پروتئین‌های معمایی کشف شده در گیاهانی استفاده می‌کند که در محیط‌های شدید صحرای عربستان سعودی رشد می‌کنند.
آنها امیدوارند که این یافته ها برای شناسایی پروتئین های جدید برای کاربردهای بیوتکنولوژیکی مفید باشد و مایلند سایر محققان از این ابزار استفاده کنند.
همانطور که کولمانوف توضیح می دهد: “توانایی DeepGO-SE برای تجزیه و تحلیل پروتئین های مشخص نشده می تواند کارهایی مانند کشف دارو، تجزیه و تحلیل مسیر متابولیک، ارتباط بیماری ها، مهندسی پروتئین، غربالگری برای پروتئین های خاص مورد علاقه و موارد دیگر را تسهیل کند.”
مرجع: “پیش‌بینی عملکرد پروتئین به عنوان دلالت معنایی تقریبی” 14 فوریه 2024، هوش ماشین طبیعت .
