Dự án AI giải mã protein của DeepMind được trao giải thưởng 3 triệu USD

"Vấn đề gấp protein" là một trở ngại lâu đời trong sinh học. Nhưng với AI của DeepMind, nhiều căn bệnh nguy hiểm giờ đây đã có thuốc chữa.

Các nhà khoa học từ Google DeepMind vừa được trao giải thưởng 3 triệu USD cho việc phát triển một hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giải mã protein dưới hình dạng 3D, nhiều căn bệnh nguy hiểm giờ đây đã có thuốc chữa.

Một trong những Giải thưởng Đột phá trong Khoa học Đời sống năm nay thuộc về Demis Hassabis, người đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của DeepMind, người đã tạo ra chương trình dự đoán cấu trúc các đoạn phân tử protein chính xác tới từng đơn vị nguyên tử, có tên AlphaFold và John Jumper, một nhà khoa học nghiên cứu nhân viên cấp cao tại DeepMind, Quỹ Giải thưởng Đột phá.

Dự án AI giải mã protein của DeepMind được trao giải thưởng 3 triệu USD

Chương trình mã nguồn mở đưa ra dự đoán dựa trên trình tự các axit amin của protein hoặc các đơn vị nguyên tử tạo nên protein. Các đơn vị riêng lẻ này liên kết với nhau thành một chuỗi dài, sau đó được "gấp lại" thành hình dạng 3D. Cấu trúc 3D của protein quyết định những gì protein đó có thể làm, cho dù đó là cắt DNA hay gắn thẻ các mầm bệnh nguy hiểm để phá hủy, do đó, khả năng suy ra hình dạng của protein từ chuỗi axit amin của chúng là vô cùng mạnh mẽ.

Giải thưởng Đột phá công nhận các nhà nghiên cứu hàng đầu trong các lĩnh vực vật lý cơ bản, khoa học đời sống và kễ cả toán học. Mỗi giải thưởng đi kèm với số tiền trị giá 3 triệu USD, do nhà tài trợ sáng lập Sergey Brin cung cấp; Priscilla Chan và Mark Zuckerberg; Yuri và Julia Milner; và Anne Wojcicki.

Dự án AI giải mã protein của DeepMind được trao giải thưởng 3 triệu USD

Protein là những cỗ máy nano vận hành các tế bào và dự đoán cấu trúc 3D của chúng từ trình tự các axit amin là trọng tâm để hiểu được hoạt động của sự sống. Với đội ngũ làm việc tại DeepMind, Hassabis và Jumper đã hình thành và xây dựng một hệ thống học sâu mô hình chính xác và nhanh chóng cấu trúc của protein.

Sử dụng AlphaFold, nhóm DeepMind đã biên soạn cơ sở dữ liệu của khoảng 200 triệu cấu trúc protein, bao gồm các protein được tạo ra bởi thực vật, vi khuẩn, nấm và động vật. Cơ sở dữ liệu này bao gồm gần như tất cả các protein đã được phân loại mà khoa học đã biết.

Dự án AI giải mã protein của DeepMind được trao giải thưởng 3 triệu USD

Hệ thống AI đã "học" cách lắp ráp các hình dạng này bằng cách nghiên cứu các cấu trúc protein đã biết được biên dịch trong các cơ sở dữ liệu hiện có. Các cấu trúc protein này đã được hình dung một cách tỉ mỉ bằng một kỹ thuật gọi là tinh thể học tia X, bao gồm việc đánh dấu các cấu trúc protein tinh thể bằng tia X và sau đó đo lường cách các tia đó nhiễu xạ.

Dự án AI giải mã protein của DeepMind được trao giải thưởng 3 triệu USD

Trong các cơ sở dữ liệu hiện có này, AlphaFold đã xác định các mẫu giữa trình tự axit amin của protein và hình dạng 3D cuối cùng của chúng. Sau đó, bằng cách sử dụng mạng nơ-ron - một thuật toán lấy cảm hứng từ cách các nơ-ron xử lý thông tin trong não - AI đã sử dụng thông tin này để cải thiện lặp đi lặp lại khả năng dự đoán cấu trúc protein, cả đã biết và chưa biết. Hassabis cho biết:

"Là những người tiên phong trong lĩnh vực 'sinh học kỹ thuật số' đang dần phổ biến, chúng tôi rất vui mừng khi thấy tiềm năng to lớn của AI bắt đầu được nhận ra như một trong những công cụ hữu ích nhất của nhân loại để thúc đẩy khám phá khoa học và hiểu các cơ chế cơ bản của sự sống."

 

Tin liên quan

Tin đọc nhiều nhất

Tin mới trong ngày

Lên đầu trang