Intelligenza artificiale per lo sviluppo di nuove proteine
ProteinMPNN punta alla progettazione di nuove proteine in grado di svolgere dei compiti specifici
L’Intelligenza Artificiale è in continua evoluzione e può avere numerose applicazioni. In biologia, per esempio, può contribuire a scoprire proteine ancora sconosciute o, addirittura, a progettarne di nuove che potrebbero essere fondamentali per l’uomo.
Nel 2020 DeepMind (di proprietà di Google, annunciò uno strumento di AI chiamato AlphaFold 2 che, tramite il Deep Learning, può risolvere la questione della determinazione precisa della forma delle proteine, elementi fondamentali per la vita degli esseri viventi. Le proteine infatti possono svolgere i compiti più disparati, in particolare sintesi o demolizione di molecole.
Un nuovo strumento messo a punto dai ricercatori dell’Università di Washington, però, sembra destinato a qualcosa di più. ProteinMPNN può infatti progettare proteine da zero e potrà potenzialmente aprire un immerso varco in un universo completamente sconosciuto.
Saper progettare una nuova proteina potrebbe contribuire a risolvere nuovi e vecchi problemi, come degli enzimi in grado di degradare la plastica. Ma per poter fare ciò, i ricercatori devono capire quale catena proteica potrebbe svolgere questo ruolo. I ricercatori si basano così su due metodi di apprendimento automatico:
- Contrained hallucination che consente di effettuare una ricerca casuale tra possibili sequenze proteiche, esplorandone tutte le possibili strutture sminuzzando vari dataset
- In painting che lavora in modo simile alla funzione di completamento automatico di Word ad hoc per sequenze e strutture proteiche
Seguendo questi metodi possono essere create proteine mai osservate in natura con strutture giganti simili ad anelli le quali vengono testate per capire se è possibile usarle come componenti di piccole machine su scala nanometrica.
