گروهی از دانشمندان چینی مدل یادگیری ماشینی که می‌تواند تغییرات مولکولی پیچیده‌ای که اثربخشی دارو را تعیین کند، کشف کرده‌اند.
دانشمندان چینی می‌گویند که به “غیر ممکن” دست یافته‌اند: توسعه یک هوش مصنوعی که می‌تواند تغییرات ساختاری پروتئین‌ها را پیش بینی کند.
به گفته محققان، به سرپرستی پروفسور لی، این پیشرفت می‌تواند فرآیند تولید داروی پیش بالینی را تسریع بخشد. بخشی از کار آنها توسط مجله معتبر Advanced Science در ماه اکتبر سال گذشته منتشر شد.
مولکول‌های پروتئین – بلوک‌های ساختمانی بدن – از زنجیره‌های طولانی اسیدهای آمینه تشکیل شده‌اند. ساختار سه بعدی زنجیره‌ها، بسته به عملکرد بیولوژیکی مورد نیاز، تغییرات برگشت پذیری در پروتئین ایجاد می‌کند و این ساختارهای جایگزین به عنوان conformation نامیده می‌شوند.
پروتئین‌ها مولکول‌های بزرگ و پیچیده‌ای هستند که نقش‌های حیاتی بسیاری در بدن دارند. این مولکول‌ها از واحدهایی به نام اسیدهای آمینه تشکیل شده‌اند که با اتصال به یکدیگر، زنجیره‌های بلندی را تشکیل می‌دهند. ۲۰ نوع مختلف اسید آمینه در طبیعت وجود دارد که به صورت‌های مختلفی با هم ترکیب می‌شوند و انواع بسیار گوناگونی از پروتئین‌ها را ایجاد می‌کنند. توالی اسیدهای آمینه، سرانجام، ساختار سه‌بعدی منحصر به فرد هر پروتئین و عملکرد خاص آن را تعیین می‌کند.
به گفته لی و تیمش، مدل هوش مصنوعی می‌تواند به دقت پیش‌بینی کند که پروتئین‌ها در محیط‌های مختلف فیزیولوژیکی کدام ترکیب‌ها را تشکیل می‌دهند. الگوریتم ProtMD می‌تواند حرکات یک پروتئین را در سطح اتمی محاسبه کند و داده‌هایی را بر اساس دینامیک مولکولی تولید کند.
لی در این باره گفت: این مدل تنها نمی‌تواند ترکیب پروتئین را طبق حالت قبلی آن پیش‌بینی کند، بلکه می‌تواند تغییر ساختاری را پس از تعامل با مولکول‌های دارو نیز پیش‌بینی کند، بنابراین به ما فرصتی می‌دهد تا اثر دارو را ارزیابی کنیم.
توانایی پیش‌بینی دقیق‌تر میل پروتئینی دارو قبل از فرآیند طولانی کارآزمایی بالینی، به توسعه‌دهندگان دارویی در صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک کرده و اثربخشی هوش مصنوعی را در طراحی داروهای جدید تضمین می‌کند.
به اعتقاد لی، این مطالعه اولین گام در استفاده از روش‌های هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل ترکیب دینامیکی پروتئین‌ها است.
دانشمندان چینی بر این باورند که این کشف خارق العاده آنها می‌تواند کارایی پیش بینی میل ترکیبی دارو و غربالگری مجازی را بیشتر بهبود بخشد.
اصطلاح «هوش مصنوعی» (Artificial Intelligence) یا AI برای توصیف سیستمی به‌کار می‌رود که می‌تواند فعالیت‌های شناختی وابسته به ذهن انسان ازجمله «یادگیری» و «حل مسئله» را به‌خوبی یا حتی بهتر از انسان‌ها انجام دهد. تقلید از ساختار مغز انسان، درک متقابل و کمک دوطرفه، خودآموزی و بازاندیشی در مورد گونه‌های مختلف حیات بیولوژیکی، جایگزینی افراد در مشاغل مختلف، همگی تنها برخی از کارهایی هستند که امروزه هوش مصنوعی انجام می‌دهد.
منبع: scmp
