“Tipik bir proteinin tüm olası konfigürasyonlarını kaba kuvvet hesaplamasıyla numaralandırmak, bilinen evrenin yaşından daha uzun sürer.” 20’nci yüzyılda yaşamış Amerikalı bir moleküler biyoloğu Cyrus Levinthal’ın protein üzerine bu iddiası, günümüz yapay zekası sayesinde çok daha kısa bir zaman aldı. DeepMind adındaki bir yapay zeka, proteinlerin yapılarına yönelik oluşturulan 3 boyutlu modeller sayesinde çözümü için çok uzun süre gerektiren protein sorununa cevap buldu.
Öyle bir problem düşünün ki, çözülmesi hastalıkları ortadan kaldıracak güçte ama cevabının insanlar tarafından bulunması milyarlarca yılı alacak zorlukta… “Protein katlanması” adı verilen bu sorun 1970’li yılların başından beri bilim insanlarının gündeminde ve 50 yıldan beri araştırmacılar bu konu üzerinde çalışıyorlar. Araştırmacılara göre bu sorunu anlamak için yapılması gereken 3 boyutlu modellerin sayısı oldukça fazla… Hatta sayılar o denli büyük ki kimi uzmanlara göre insan gücü ile hesaplama yapmanın evrenin yaşından daha uzun süreceği düşünülüyor. İşte bu imkansız soruna yapay zeka bir cevap bulmayı başardı. 2018’de DeepMind’ın protein araştırmalarına yardımcı olmak için geliştirilen AlphaFold isimli aracı, yaklaşık 170 bin protein yapısının bulunduğu bir veri tabanı ile eğitildi. Protein yapılarına dair bilimsel testlerde yüzde 92,4 puan alan AlphaFold, bu sayede hatalı çalışan ve yapıları keşfedilemeyen proteinlerdeki “katlanma” sorununa dair en net verileri sunabildi.
Çarpıcı bir ilerleme
Max Planck Geliştirme Enstitüsü Direktörü Profesör Andrei Lupas, konuya ilişkin yaptığı açıklamada “AlphaFold’un şaşırtıcı derecede hassas modelleri, on yıla yakın bir süredir bağlı kaldığımız bir protein yapısını çözmemize olanak tanıdı ve sinyallerin hücre zarlarından nasıl iletildiğini anlama çabamızı yeniden başlattı” diyor. Nobel ödüllü Royal Society Başkanı Profesör Venki Ramakrishnan ise bu hesaplama çalışmasının biyolojide 50 yıllık büyük bir zorluk olan protein katlanması sorununda çarpıcı bir ilerlemeyi temsil ettiğine değinerek “Biyolojik araştırmayı temelden değiştirecek birçok yolu görmek heyecan verici olacak” diye konuşuyor.
Pandemilerin sonu gelebilir
AlphaFold’un yetenekleri bununla sınırlı olmayacak. Araştırmacılara göre söz konusu teknoloji yakın bir gelecekte bilim insanlarının hatalı çalışan proteinleri ve bunların belirli hastalıklara yol açma nedenlerini belirlemelerine yardımcı olabileceği gibi tıbbi tedavileri hızlandırabilecek yeni ilaçlar geliştirmelerini de sağlayabilecek. Bununla birlikte plastik atıkları parçalamak için enzimlerin geliştirilmesinde veya yeni virüslerin protein yapılarını tahmin ederek gelecekteki pandemilerin sona erdirilmesinde de etkili olabilecek. Bunların ötesinde, şu anda yapılarını bilinmeyen yüz milyonlarca proteinin çözülmesine de yardımcı olabilecek.
Kaynak:
https://newatlas.com/biology/deepmind-ai-50-year-protein-folding-problem/
https://analyticsindiamag.com/alphafold-deepmind-breakthrough-biology-ai/
