В последнем Human Vs. Матч машин, искусственный интеллект побеждает на волосок

Викас Нанда провел более двух десятилетий, изучая тонкости белков, очень сложных веществ, присутствующих во всех живых организмах. Ученый из Рутгерса давно размышлял о том, как уникальные структуры аминокислот, из которых состоят белки, определяют, станут ли они чем-либо, от гемоглобина до коллагена, а также о последующем загадочном этапе самосборки, когда только определенные белки объединяются вместе, образуя еще более сложные вещества. .


Итак, когда ученые захотели провести эксперимент, в котором человек — обладающий глубоким интуитивным пониманием белкового дизайна и самосборки — противопоставили бы предсказательные способности компьютерной программы с искусственным ом, Нанда, исследователь из Центра перспективных исследований Биотехнология и медицина (CABM) в Rutgers была одной из тех, кто возглавлял список.

Теперь результатов, позволяющих увидеть, кто или что может лучше предсказать, какие белковые последовательности будут комбинироваться наиболее успешно, нет. Нанда вместе с исследователями из Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе и коллегами со всей страны сообщает в Химия природы что битва была близкой, но решающей. Соревнование Нанды и нескольких его коллег с программой искусственного интеллекта (ИИ) было незначительно выиграно компьютерной программой.

Ученые глубоко заинтересованы в самосборке белков, потому что они считают, что лучшее понимание этого может помочь им разработать множество революционных продуктов для медицинского и промышленного использования, таких как искусственная человеческая ткань для ран и катализаторы для новых химических продуктов.

«Несмотря на наш обширный опыт, ИИ справился с несколькими наборами данных так же хорошо или даже лучше, демонстрируя огромный потенциал машинного обучения для преодоления человеческого предубеждения», — сказал Нанда, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии в Rutgers Robert Wood Johnson Medical. Школа.

Белки состоят из большого количества аминокислот, соединенных друг с другом. Цепи складываются, образуя трехмерные молекулы сложной формы. Точная форма каждого белка вместе с содержащимися в нем аминокислотами определяет то, что он делает. Некоторые исследователи, такие как Нанда, занимаются «белковым дизайном», создавая последовательности, которые производят новые белки. Недавно Нанда и группа исследователей разработали синтетический белок, который быстро обнаруживает VX, опасный нервно-паралитический агент, и может проложить путь к новым биосенсорам и методам лечения.

По причинам, которые в значительной степени неизвестны, белки будут самособираться с другими белками, образуя суперструктуры, важные в биологии. Иногда кажется, что белки следуют определенному замыслу, например, когда они самособираются в защитную внешнюю оболочку вируса, известную как капсид. В других случаях они самособираются, когда что-то идет не так, образуя смертоносные биологические структуры, связанные с такими разнообразными заболеваниями, как болезнь Альцгеймера и серповидно-клеточная анемия.

«Понимание процесса самосборки белка имеет основополагающее значение для достижения прогресса во многих областях, включая медицину и промышленность», — сказал Нанда.

В ходе эксперимента Нанде и пяти другим коллегам дали список белков и попросили предсказать, какие из них могут самособираться. Их прогнозы сравнивались с прогнозами, сделанными компьютерной программой.