Google DeepMind, hedef moleküllere başarıyla bağlanan yeni proteinler geliştirebilen AlphaProteo yapay zeka sistemini tanıttı. Bu başarı, ilaç geliştirme ve hastalık araştırmalarında devrim yaratabilir. AlphaProteo, Google DeepMind ve harici uzmanlar arasındaki bir işbirliğidir.
Sistem, en büyük protein yapısı veri tabanı olan Protein Veri Bankası’ndan gelen devasa miktardaki protein verileri ve protein yapısını tahmin etmek için tasarlanmış bir yapay zeka sistemi olan AlphaFold’dan alınan 100 milyondan fazla öngörülen yapı ile eğitildi. AlphaProteo, moleküler bağlanmanın inceliklerini öğrenmiştir ve belirli bölgelere bağlanmak üzere tasarlanmış aday proteinler üretebilmektedir.
AlphaProteo’nun yeteneklerini test etmek amacıyla ekip, enfeksiyonla ilgili viral proteinler ve kanser, iltihaplanma ve otoimmün hastalıklarla ilişkili proteinler dahil olmak üzere çok çeşitli hedef proteinler için bağlayıcılar geliştirdi. Sonuçlar umut vericiydi; yüksek bağlama başarı oranları ve sınıfının en iyisi bağlama güçleri gözlendi.
Örneğin, viral protein BHRF1’i hedef alırken AlphaProteo’nun aday moleküllerinin %88’i ıslak laboratuvar testlerinde başarılı bir şekilde bağlandı. AlphaProteo bağlayıcılar, test edilen tüm hedeflerde ortalama olarak mevcut en iyi tasarım yöntemlerinden 10 kat daha güçlü bağlanma sergiledi.
Sistemin performansı, geniş bir uygulama yelpazesinde bağlayıcı proteinlerin kullanıldığı ilk deneyler için gereken süreyi önemli ölçüde azaltabileceğini göstermektedir. Ancak ekip, AlphaProteo’nun başarılı anti-TNF bağlayıcılar geliştiremediği için sınırlamaları olduğunu kabul ediyor. (romatoid artrit gibi otoimmün hastalıklarla ilişkili bir protein).
Teknoloji olgunlaştıkça ekip, önemli biyolojik sorunları çözmek ve sınırlamalarını anlamak için AlphaProteo’yu kullanmak üzere bilim topluluğuyla birlikte çalışmayı planlıyor. Ayrıca ilaç keşfi için yenilikçi yöntemler geliştirme konusunda uzmanlaşmış bir şirket olan Isomorphic Labs’ta ilaç keşif uygulamaları üzerinde de çalışıyorlar.
AlphaProteo, protein mühendisliğinde önemli bir ilerlemeyi temsil etse de, güçlü bağlanmanın elde edilmesi, pratik kullanıma yönelik proteinlerin geliştirilmesinde tipik olarak yalnızca ilk adımdır. Araştırma ve geliştirme sürecinde hâlâ aşılması gereken birçok biyomühendislik sorunu var.
Google DeepMind’ın ilerlemeleri, ilaç geliştirme, hücre ve doku görüntüleme, hastalıkların anlaşılması ve teşhisi ve hatta mahsul zararlılarına karşı dayanıklılık da dahil olmak üzere geniş bir araştırma yelpazesindeki ilerlemeyi hızlandırma konusunda muazzam bir potansiyele sahiptir.