Pandemiyaya hazırlıq üçün açıq elm: NVIDIA 2 800-dən çox virusun zülal strukturlarını yayımladı

NVIDIA Google DeepMind və Avropa Molekulyar Biologiya Laboratoriyasının Avropa Bioinformatika İnstitutunun (EMBL-EBI) də daxil olduğu tədqiqat koalisiyası ilə birlikdə 2 800-dən çox virusun zülal komplekslərinin proqnozlaşdırılmış 3D strukturlarını yayımlayıb. Məlumatlar AlphaFold Database-də hər bir alim üçün açıqdır.

Strukturlar zülalların üçölçülü formalara necə qatlandığını proqnozlaşdıran Google DeepMind-ın süni intellekt modeli AlphaFold2 ilə hesablanıb. Hesablamalar NVIDIA BioNeMo Inference Runtime ilə optimallaşdırılıb, bu da minlərlə virus proteomunu emal etməyə imkan verib.

Zülal strukturu niyə vacibdir

Zülalların çoxu tək işləmir: onlar bir neçə molekuldən ibarət komplekslərə yığılır və peyvəndlərlə dərmanlar çox vaxt məhz bu formaları hədəf alır. COVID-19-a səbəb olan virusun üçölçülü strukturunun bilinməsi peyvənd dizaynının əsası oldu; minlərlə digər virus üçün isə belə məlumat hələ də yoxdur.

Strukturun təyininin ənənəvi üsulu, zülalın kristallaşdırılması və rentgen şüaları ilə şüalandırılması, illər çəkir və hər struktur minlərlə dollara başa gəlir. NVIDIA qrafik prosessorlarına uyğunlaşdırılmış AlphaFold2 strukturu dəqiqələr içində proqnozlaşdırır və kütləvi şəkildə işləyir; yüksək etibarlılıqlı proqnozlar sonradan eksperimental yolla yoxlanılır. Komanda insana yoluxan virus ailələrini sistematik şəkildə işləyib: adi soyuqdəymə viruslarından Mpox kimi yeni təhlükələrə qədər.

Qarşılıqlı təsirlərin təxminən 30%-i elm üçün yenidir

Bazaya əlavə edilən qarşılıqlı təsirlərin təxminən 30%-i elm üçün tamamilə yenidir: bu cür formalar eksperimental yolla müəyyən edilmiş zülal strukturlarının əsas anbarı olan Protein Data Bank-da heç vaxt qeydə alınmayıb. «Bu baza hipotez generasiyası üçün mühərrikdir», deyə NVIDIA-nın tətbiqi tədqiqat qrupunun rəhbəri Chris Dallago bildirib.

Hazırlıq indi başlamalıdır

Center for Global Development-ın təhlilinə görə, 2050-ci ilə qədər dünyanın COVID-19 qədər ağır pandemiya ilə üzləşmə ehtimalı təxminən 50%-dir. «Biz bu biliyi əvvəlcədən toplamağa çalışırıq», deyə Qlazqo Universitetinin virus tədqiqatları mərkəzində molekulyar virusologiya professoru Joe Grove qeyd edib.

Koalisiyaya həmçinin CEPI, Seul Milli Universiteti, Sungkyunkwan Universiteti, İsveçrə Bioinformatika İnstitutu və Qlazqo Universiteti daxildir. NVIDIA həmçinin məlumat dəstinin yaradılmasında istifadə olunan GPU sürətləndirilmiş iş axını BioNeMo Structure Prediction Pipeline-ı açır ki, tədqiqatçılar öz zülal hədəfləri üçün struktur proqnozlaşdıra bilsinlər.

AlphaFold Database hazırda 260 milyondan çox zülal və zülal kompleksi proqnozu saxlayır.