زیست فناوری، سلامت و فناوری های پزشکی

دانشمندان از زمانی که شرکت "دیپ مایند" در کنفرانس "CASP۱۴" سال ۲۰۲۰ خود از پیشرفت چشمگیر خود در این زمینه خبر داد، در انتظار دسترسی به پیش‌بینی ساختار پروتئین با دقت بالا بوده‌اند. اکنون انتظارها به پایان رسید. محققان موسسه طراحی پروتئین دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سیاتل در مطالعه اخیر خود با بررسی این موضوع و در نظر گرفتن عملکرد بدست آمده توسط دیپ مایند در این زمینه، روشی جدید را دوباره خلق کرده‌اند.

بر خلاف دیپ مایند، محققان این دانشگاه روش خود با نام "RoseTTAFold " را توسعه داده و آن را در دسترس عموم قرار دادند. اکنون نیز دانشمندان سراسر جهان در حال استفاده از آن برای ساخت مدل‌های پروتئینی هستند تا سرعت تحقیقات خود را افزایش دهند. گفتنی است این برنامه پس از آنکه در سایت گیت‌هاب قرار گرفت بلافاصله بیش از ۱۴۰ تیم تحقیقاتی مستقل برنامه را بارگیری کردند. پروتئین‌ها شامل رشته‌هایی از اسیدهای آمینه که به صورت ساختار میکروسکوپی پیچیده در می‌آیند، هستند. این ساختارهای خاص باعث ایجاد هر فرآیند شیمیایی در موجودات زنده می‌شود. هرچه درک دانشمندان از این اشکال پروتئینی افزایش یابد، بهتر می‌توانند درمان‎های جدیدی برای سرطان، کووید-۱۹ و هزاران بیماری دیگر توسعه داده و روند درمان را تسریع کنند.

در این مطالعه جدید، گروهی از  زیست‌شناسان محاسباتی به سرپرستی "دیوید بیکر" ابزاری نرم‌افزاری به نام RoseTTAFold را  توسعه دادند. این ابزار نرم افزاری با استفاده از یادگیری عمیق می‌تواند ساختار پروتئین را به سرعت و با دقت و براساس اطلاعات محدود پیش‌بینی کند و این در حالی است که بدون وجود چنین نرم‌افزاری، تعیین ساختار تنها یک پروتئین ممکن است سالها به طول بیانجامد. از طرف دیگر ، RoseTTAFold می‌تواند به طور قابل اعتماد ساختار پروتئین را در کمتر از ۱۰ دقیقه در یک رایانه گیمینگ(gaming computer) محاسبه کند. RoseTTAFold یک شبکه عصبی سه مرحله‌ای است و قادر است به طور همزمان الگوهای توالی پروتئین، نحوه تعامل آمینو اسیدهای پروتئین با یکدیگر و ساختار سه بعدی احتمالی پروتئین را بررسی کند.