AI mengatasi salah satu tantangan besar biologi
Spotlight

AI mengatasi salah satu tantangan besar biologi


Google Deepmind mengejutkan dunia pada tahun 2016 ketika programnya AlphaGo mengalahkan pemain manusia elit di “Go”

Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mencoba mencari cara untuk memprediksi dengan cepat bentuk protein yang berputar dan kusut — dan dari sana mengungkap pemahaman yang lebih besar tentang mesin kehidupan itu sendiri.

Minggu ini, program Kecerdasan Buatan yang dibuat oleh firma saudara Google DeepMind terbukti telah memecahkan tantangan secara virtual, memperkirakan cara protein berubah menjadi struktur tiga dimensi dalam hasil kompetisi dua tahunan yang oleh para juri dipuji sebagai pengubah permainan.

“Dalam arti tertentu, masalahnya sudah terpecahkan,” kata John Moult, ahli biologi komputasi di University of Maryland yang ikut mendirikan kompetisi Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction (CASP) pada 1994, dikutip oleh jurnal tersebut. Alam.

Janet Thornton dari European Bioinformatics Institute mengatakan dalam sebuah pernyataan dari penyelenggara kompetisi pada hari Senin bahwa pekerjaan untuk memecahkan masalah tersebut adalah “kemenangan keingintahuan, usaha keras dan kecerdasan manusia”.

“Pemahaman yang lebih baik tentang struktur protein dan kemampuan untuk memprediksinya menggunakan komputer berarti pemahaman yang lebih baik tentang kehidupan, evolusi, dan, tentu saja, kesehatan dan penyakit manusia,” kata Thornton, yang tidak berafiliasi dengan CASP atau DeepMind.

Sel-sel semua makhluk hidup mengandung ribuan protein, kuda kerja yang mengkatalisasi sebagian besar reaksi kimia dalam tubuh.

Mereka penting untuk kehidupan — dari fungsi otot hingga membawa oksigen dalam darah — dan juga kunci penyakit seperti kanker dan bahkan COVID-19.

Protein dimulai sebagai untaian asam amino, yang kemudian menjadi kusut tiga dimensi yang unik.

Bentuk inilah yang berhubungan langsung dengan fungsinya.

Para ilmuwan telah bingung selama setengah abad tentang bagaimana secara akurat dan cepat memprediksi formasi mana — dari sejumlah besar kemungkinan yang tak terduga — yang mungkin diambil protein dengan melihat rantai asam aminonya, sebuah proses yang mungkin memakan waktu bertahun-tahun di laboratorium.

Kontes CASP melibatkan sekitar 100 tim yang diberi urutan asam amino untuk lusinan protein dan ditugasi memperkirakan bentuk akhir mereka — yang diketahui penyelenggara.

DeepMind mengembangkan solusi AI untuk tantangan protein berusia 50 tahun

Dua contoh target protein dalam kategori pemodelan gratis. AlphaFold memprediksi struktur yang sangat akurat yang diukur terhadap hasil eksperimen. Kredit: DeepMind

DeepMind — yang programnya AlphaGo mengejutkan dunia pada tahun 2016 dengan mengalahkan pemain manusia elit dalam permainan strategi yang kompleks “Go” —telah berada di posisi teratas dalam kontes terakhir pada tahun 2018.

Kali ini program AlphaFoldnya menentukan bentuk dari banyak protein “ke tingkat akurasi yang sebanding dengan yang dicapai dengan eksperimen laboratorium yang mahal dan memakan waktu”, menurut penyelenggara CASP.

‘Ini mengubah obat’

Andrei Lupas, ahli biologi evolusi di Max Planck Institute for Developmental Biology yang merupakan bagian dari tim penilai, mengatakan kepada Nature bahwa AlphaFold telah membantunya menentukan struktur protein yang telah dicoba dijelaskan oleh labnya selama satu dekade.

“Ini akan mengubah pengobatan. Ini akan mengubah penelitian. Ini akan mengubah bioteknologi. Ini akan mengubah segalanya,” katanya kepada Nature.

Derek Lowe, yang menulis tentang penemuan obat dan industri farmasi untuk Science Translational Medicine, menggambarkan pelipatan protein seperti “mengamati tumpukan kayu berengsel secara spontan menyusun kembali diri mereka sendiri menjadi perahu fungsional, gerobak dan rumah pohon”.

Dia mengatakan hasil AlphaFold tidak berarti program tersebut akan secara konsisten menghasilkan struktur protein yang tepat.

“Tapi mendapatkan tingkat akurasi struktural pada banyak protein yang bervariasi itu adalah sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya.”

DeepMind mengatakan sedang melihat bagaimana program dapat membantu meningkatkan pengetahuan tentang penyakit tertentu, misalnya untuk mengidentifikasi apakah protein tidak berfungsi.

“Wawasan ini dapat memungkinkan pekerjaan yang lebih tepat pada pengembangan obat, melengkapi metode eksperimental yang ada untuk menemukan pengobatan yang menjanjikan lebih cepat,” katanya dalam sebuah pernyataan.

Perusahaan itu menambahkan bahwa pihaknya sedang bekerja untuk menghasilkan makalah yang ditinjau oleh sejawat dan “mengeksplorasi cara terbaik untuk menyediakan akses yang lebih luas ke sistem”.


Mengembangkan solusi AI untuk tantangan protein berusia 50 tahun


Informasi lebih lanjut:
deepmind.com/blog/article/alph… tantangan-dalam-biologi

© 2020 AFP

Kutipan: AI melepaskan salah satu tantangan besar biologi (2020, 1 Desember), diakses pada 1 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-ai-untangles-biology-great.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini