Google DeepMind AI ilə yaradılmış proteinlərin işarələnməsi sistemi SynthID Bio-nu təqdim etdi

Google-un DeepMind komandası sentyabrın 30-da Nature-də AI ilə yaradılmış proteinlərin su nişanı ilə işarələnməsi sistemi SynthID Bio-nu təqdim edib. Metod proteinin işinə zərər vermir və etibarlı tədqiqatçıların dizayn etdiyi proteinlərin tanınmasına imkan verir, qalanlar isə daha dərindən yoxlanılır.

Biotəhlükəsizlik boşluğu

AI əsaslı protein dizaynı alətləri artıq mühüm nəticələr verir: plastiki parçalayan fermentlər və ilan zəhərini zərərsizləşdirən proteinlər var. Həmin alətlərlə zəhərlər yaratmaq da mümkündür. DNA ardıcıllığı skrininqi proqramı AI proteinlərini tanıya bilmir, çünki təhlükəni qiymətləndirmək üçün kifayət qədər məlumat yoxdur. Riskin qeydə alınmasından təxminən bir il həll yolu yox idi.

SynthID Bio necə işləyir

Sistem Google-un SynthID texnologiyasına əsaslanır. SynthID AI ilə yaradılmış rəqəmsal materiala görünməz nişan əlavə edir: nişan modelin ehtimal seçimini dəyişir, bütün məhsula bərabər yayılır və kodlaşdırma biliyi olmadan silinmək mümkün deyil.

Protein daha mürəkkəb hədəfdir. O, yalnız 20 amin turşusundan ibarətdir və hər biri struktur və ya katalitik aktivlik üçün zəruri ola bilər. Bəzi sahələrdə dəyişiklik icazəlidir, bəzilərində kiçik kənarlaşma belə proteini yararsız edir. Protein kiçikdir: 500 amin turşusu böyük sayılır, milyonlarla piksel olan şəkillə müqayisədə nişanı gizlətmək üçün qat-qat az material var.

Tədqiqatçılar metodu populyar protein dizaynı aləti ProteinMPNN ilə birləşdiriblər. Bu proqram zəncir boyunca amin turşularını bir-bir yerləşdirir. SynthID Bio kriptoqrafik açarı xatırladan kod və artıq seçilmiş amin turşularına əsasən namizəd təklif edir, ProteinMPNN onu yalnız protein funksional qalırsa qəbul edir. Buna görə su nişanı amin turşuları yalnız kimyanın imkan verdiyi yerlərə düşür. Nişan bütün ardıcıllığa səpələnib, ona görə tanınması statistikdir: yoxlayıcı açarı ilə ardıcıllığı skan edir və təklif etdiyi amin turşularının nə qədər tez-tez rast gəldiyini ölçür.

Nəticələr və məhdudiyyətlər

Komanda sistemin köməyi ilə təbii hədəflərə bağlanan proteinlər yaradıb. Su nişanı proteinlərin funksiyasına zərər vermədi: işarələnmiş proteinlər hədəflərə adi qaydada bağlanırdı. Biotəhlükəsizlik üçün Google təklif edir ki, DNA istehsalçıları etibarlı təşkilatlardan, məsələn universitetlərdən və böyük biotexnologiya şirkətlərindən açarlar dəsti alsınlar. Beləcə, naməlum proteinin etibarlı AI dizaynı olub-olmadığını tez müəyyən edəcək və diqqəti təsdiqlənməmiş proteinlərə yönəldəcəklər.

Metodun məhdudiyyətləri var. Təhlükəsizliyi açarların paylanmasından asılıdır. Çox qısa proteinlərdə nişan amin turşuları tanınmaq üçün az ola bilər. Nişansız materialla doldurma, məsələn təbii flüoresan proteinlə birləşmə, su nişanını sulandıra bilər. Bir çox AI aləti ProteinMPNN-dən istifadə etmir. Tanınma statistik olduğu üçün hədd seçimi yalançı müsbət və mənfi hallara təsir edir. İlkin formasında sistem praktikada faydalı olmaya bilər, amma metod işləyir və bu vacibdir.

Mənbələr: Ars Technica · Techmeme