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Intelligenza Artificiale: creare Proteine nuove di zecca
L’Intelligenza Artificiale (AI) è sempre più protagonista nella creazione di nuove Proteine mai esistite prima. Questa nuova tecnologia, chiamata ProGen, è stata sviluppata dai ricercatori dell’Università della California a San Francisco e dell’azienda Salesforce Research. Secondo lo studio, appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Biotechnology, ProGen può accelerare significativamente lo sviluppo di nuove Proteine, utilizzabili per diverse applicazioni, dalla progettazione di nuovi farmaci alla plastica degradante.
L’Intelligenza Artificiale, ispirandosi ai processi biologici, ha creato molecole perfettamente funzionali, anche quando le loro sequenze di amminoacidi generate artificialmente differivano notevolmente da qualsiasi Proteina naturale conosciuta. In particolare, la tecnologia ha generato 100 nuove sequenze artificiali, selezionandone poi cinque che sono state confrontate con un enzima presente nell’albume dell’uovo di gallina (lisozima Hewl). Dalle successive analisi, i ricercatori hanno osservato che due degli enzimi artificiali sono stati in grado di contrastare i batteri con un’attività paragonabile al lisozima Hewl.
I passaggi della generazione
Per creare la tecnologia, gli scienziati sono partiti da un modello di Intelligenza Artificiale creato per replicare il linguaggio e, tramite il machine learning, le hanno fornito le sequenze di amminoacidi provenienti da 280 milioni di proteine diverse, affinché le apprendesse e sapesse identificare 56mila sequenze di lisozimi. Da qui, il sistema è riuscito a generare 100 nuove sequenze artificiali, che sono state poi testate in base a quanto assomigliavano al quelle delle proteine naturali.
Le sequenze generate sono state poi sottoposte ad analisi, confrontandole con il lisozima Hewl. Dalle successive analisi, i ricercatori hanno osservato che due degli enzimi artificiali erano in grado di contrastare i batteri con un’attività paragonabile al lisozima Hewl.
L’importanza dell’Intelligenza Artificiale nella progettazione delle Proteine
Secondo gli autori della ricerca, l’Intelligenza Artificiale è stata in grado di apprendere come dovrebbero essere modellati gli enzimi, semplicemente studiando i dati grezzi della sequenza. Misurate con la cristallografia a raggi X, infatti, le strutture atomiche delle proteine artificiali erano esattamente come dovrebbero essere, anche se le sequenze non erano mai state viste prima. Questo significa che l’Intelligenza Artificiale può generare Proteine completamente nuove, con proprietà personalizzate e utili in molteplici settori.
Oltre alla creazione di nuove Proteine, l’Intelligenza Artificiale può anche prevedere la struttura di quasi tutte le Proteine note, come dimostrato dall’azienda DeepMind nel 2020. Questo è un passo avanti importante per la progettazione di farmaci mirati, poiché conoscere la struttura delle Proteine target può aiutare a progettare farmaci che si legano ad esse in modo efficace.
Conclusioni
La capacità dell’Intelligenza Artificiale di generare Proteine funzionali da zero rappresenta una nuova frontiera nella progettazione delle Proteine. Ciò offre grandi opportunità per lo sviluppo di nuovi farmaci, prodotti chimici e materiali che possono essere utilizzati in molti settori. L’Intelligenza Artificiale è una tecnologia sempre più importante per la ricerca scientifica, poiché offre nuove possibilità per esplorare la biologia e progettare nuovi prodotti utili.
