Sizce yapay zeka protein üretebilir mi? Bilim insanlarının 26 Ocak'ta yayınlanan son çalışmasına göre evet! Teknolojinin ve yapay zekanın her geçen gün gözlemlenen bu ilerleyişi bizleri hayrete düşürmeye devam ediyor.Bilim insanları, sıfırdan yapay enzimler üretebilen bir AI sistemi geliştirdi. Laboratuvar testlerinde bu enzimlerden bazıları, yapay olarak üretilen amino asit dizileri, bilinen herhangi bir doğal proteinden önemli ölçüde farklılaştığında bile, doğada bulunanlar kadar iyi çalıştı.
50 Yıllık Protein Mühendisliği Alanına Enerji Verecek
Salesforce Research, amino asit dizilerini yapay proteinlere dönüştürmek için sonraki belirteç tahminini kullanan ProGen adlı yapay zeka programını geliştirdi. Deney, NPL/Natural Language Processing (Doğal Dil İşleme)’in, dil metinlerini okumak ve yazmak için geliştirilmiş olmasına rağmen, biyolojinin temel ilkelerinden bazılarını öğrenebileceğini gösterdi.Bilim insanları, bu yeni teknolojinin Nobel ödüllü protein tasarım teknolojisinden daha güçlü olabileceğini ve neredeyse her şey için kullanılabilecek yeni proteinlerin gelişimini hızlandırarak 50 yıllık protein mühendisliği alanına enerji vereceğini söyledi.
Normal Evrim Sürecinden Farklı Bir Şekilde Evrimin Yönlerini Öğreniyor
San Francisco California Üniversitesi (UCSF) Eczacılık Okulu'nda Biyomühendislik ve Terapötik Bilimler’de öretim görevli Dr. James Fraser söz konusu çalışmanın yazarı olarak şunları söyledi, "Yapay tasarımlar, evrim sürecinden ilham alan tasarımlardan çok daha iyi performans gösteriyor".Dr. Fraser, yapay zeka dil modelinin, normal evrim sürecinden farklı bir şekilde evrimin yönlerini öğrendiğini söyleyerek, "Artık bu özelliklerin oluşumunu belirli etkiler için ayarlama yeteneğine sahibiz. İnanılmaz derecede termostabil olan veya asidik ortamları seven veya diğer proteinlerle etkileşime girmeyen bir enzim buna örnek olarak gösterilebilir" dedi.
Bilinen Herhangi Bir Proteinle Yaklaşık Yüzde 90 Ve Yüzde 70 Özdeş
Bilim insanları yaptıkları çalışmada modeli oluşturmak için her türden 280 milyon farklı proteinin amino asit dizilerini modele öğretti. Bu bilgilerle beslenen makine öğrenimi modelinin, bilgiyi birkaç hafta sindirmesine izin verildi. Ardından, bu proteinler hakkında bazı bağlamsal bilgilerle birlikte, beş lizozim ailesinden 56 bin sekans ile hazırlanarak modele ince ayarlamalar yapıldı.Geliştirilen yapay zeka modeli hızlı bir şekilde, 1 milyon dizi oluşturdu. Araştırma ekibi bu dizilerin, doğal protein dizilerine ne kadar benzediklerini ve AI proteinlerinin altında yatan amino asit "dilbilgisi" ve "anlambilimin" ne kadar doğal olduğunu temel alarak test etmek için 100 tanesini seçti.Ekip, 100 proteinlik bu ilk gruptan, hücrelerde test etmek için beş yapay protein yaptı. Protein aktivitelerini, tavuk yumurtası akı lizozim olarak bilinen, tavuk yumurtasının beyazında bulunan bir enzimle (HEWL) karşılaştırdılar.Yapay enzimlerden iki tanesi, HEWL ile karşılaştırılabilir aktiviteyle bakterilerin hücre duvarlarını parçalayabildi. Ancak karşılaştırma sonucuna göre, bu iki enzimin dizilimleri birbiriyle yaklaşık yüzde 18 aynıydı. İki sekans, bilinen herhangi bir proteinle yaklaşık yüzde 90 ve yüzde 70 özdeşti.
AI Modelleri Öğrenme Yapısı Ve Kuralları Konusunda Çok Güçlü
Yapay zeka, sadece ham dizi verilerini inceleyerek enzimlerin nasıl şekillendirilmesi gerektiğini bile öğrenebildi. X-ışını kristalografisi ile ölçüldüğünde, yapay proteinlerin atomik yapıları olması gerektiği gibi görünüyordu. Ancak sekanslar daha önce görülmemiş bir şeye benziyordu.Salesforce Research'te Yapay Zeka Araştırması Direktörü ve makalenin kıdemli yazarı Dr. Nikhil Naik yapay zeka modellerinin eğitiminden bahsederek, "Birçok veri içeren dizi tabanlı modelleri eğittiğinizde, bunlar öğrenme yapısı ve kuralları konusunda güçlüdür. Hangi kelimelerin bir arada bulunabileceğini ve ayrıca kompozisyonu öğrenebilirler" dedi.