„Nobelio apdovanojimas, suteiktas Davidui Bakeriui iš Vašingtono universiteto ir Demisui Hassabiui bei Johnui M. Jumperiui iš „Google DeepMind“, yra antrasis šią savaitę, apimantis dirbtinį intelektą.
Nobelio chemijos premija trečiadienį įteikta trims mokslininkams už atradimus, rodančius pažangių technologijų, įskaitant dirbtinį intelektą (AI), potencialą nuspėti baltymų formą, gyvybės cheminius įrankius ir išrasti naujus.
Laureatai yra: Demisas Hassabis ir Johnas Jumperis iš Google DeepMind, kurie naudojo A.I. nuspėti milijonų baltymų struktūrą; ir Davidas Bakeris iš Vašingtono universiteto, kuris naudojo kompiuterinę programinę įrangą, kad išrastų naują baltymą.
Trečiadienį Nobelio chemijos komiteto narys Johanas Aqvistas sakė, kad šių metų laureatų darbo įtaka yra „tikrai didžiulė“. „Kad suprastumėte, kaip veikia baltymai, turite žinoti, kaip jie atrodo, ir tai padarė šių metų laureatai."
Ši užduotis kažkada truko mėnesius ar net dešimtmečius. Tačiau A.I. tokie modeliai, kaip AlphaFold leidžia tai padaryti per kelias valandas ar net minutes.
Šis greitis turi realaus pasaulio pasekmes. AlphaFold moksliniuose tyrimuose buvo paminėtas daugiau, nei 20 000 kartų, o biochemikai panaudojo šią technologiją, kad paspartintų vaistų atradimą.
"Mes galime nubrėžti tiesią liniją nuo to, ką darome, iki to, kad žmonės būtų sveiki", - sakė dr. Jumperis.
Taip pat gali atsirasti naujų biologinių priemonių, tokių, kaip fermentai, kurie efektyviai skaido plastikinius butelius ir paverčia juos medžiagomis, kurias lengva pakartotinai naudoti ir perdirbti.
Trečiadienio prizas buvo antrasis šią savaitę, įtraukiant dirbtinį intelektą, pabrėžiant didėjančią technologijos reikšmę moksliniams tyrimams.
Mary Carroll, Amerikos chemijos draugijos prezidentė, sakė, kad šių metų laureatų atranka rodo, kad chemijos srityje gali būti daugiau kompiuterinių tyrimų, o tai gali pagerinti chemijos tyrimų efektyvumą, o mokslininkai mažiau priklausys nuo darbo laboratorijose.
„Skaičiavimo darbas yra eksperimentinis darbas – tai tik kitokio pobūdžio“, – sakė ji. "Manau, kad tai yra chemijos kryptis."
Šių metų Nobelio chemijos premija taip pat priminė, kaip A.I. gali pasirinkti blogi aktoriai.
„Žinoma, tai dvigubos paskirties technologija“, – spaudos konferencijoje sakė daktaras Hassabis. „Ji turi nepaprastą gerovės potencialą, bet taip pat gali būti panaudota žalai“.
Kai kurie nerimauja, kad ši technologija gali būti naudojama ,kuriant naujus virusus ar toksiškas medžiagas, kurios galėtų būti panaudotos biologiniams išpuoliams. Daktaras Beikeris buvo vienas iš daugiau, nei 90 mokslininkų, šiais metais pasirašiusių susitarimą, kuriuo siekta reguliuoti įrangą, reikalingą naujiems biologiniams ginklams gaminti, stengiantis užtikrinti, kad jų A.I. tyrimai nepadarys žalos.
Kodo nulaužimas
Baltymai ir fermentai yra mikroskopiniai mechanizmai, lemiantys virusų, bakterijų, žmogaus kūno ir visų kitų gyvų būtybių elgesį. Jie prasideda kaip cheminių junginių stygos, po to susisuka ir susilanksto į erdvines formas, kurios apibrėžia, ką jie gali ir ko negali. Tikslios atskirų baltymų formos nustatymas buvo sunkus uždavinys daugelį metų, o mokslininkai daugiau nei 50 metų stengėsi išspręsti vadinamąją „baltymų lankstymo problemą“.
Demisas Hassabis gimė Londone, kur jo tėvai – vienas Kipro graikas, kita – singapūrietė – vadovavo žaislų parduotuvei. Būdamas paauglys, jis buvo antras pagal reitingą šachmatininkas iki 14 metų ir pradėjo profesionaliai kurti vaizdo žaidimus, prieš įstodamas į koledžą.
Baigęs informatikos studijas Kembridžo universitete, jis įkūrė vaizdo žaidimų kompaniją, o vėliau grįžo į akademinę bendruomenę ir įgijo neurologijos mokslų daktaro laipsnį. Jis su kolega akademiku Shane'u Leggu ir vaikystės draugu Mustafa Suleymanu įkūrė A.I. startuolį, pavadintą „DeepMind“, 2010 m. Maždaug po ketverių metų „Google“ jį įsigijo už 650 mln. dolerių.
DeepMind tikslas buvo sukurti dirbtinį bendrąjį intelektą, mašiną, galinčią padaryti viską, ką gali padaryti žmogaus smegenys. Taip pat buvo tiriamos kitos technologijos, kurios galėtų padėti pasiekti šį tikslą ir išspręsti konkrečias mokslines problemas. Viena iš tų technologijų buvo „AlphaFold“.
AlphaFold sukurta, naudojant matematinę sistemą, vadinamą neuroniniu tinklu. Naudodamiesi neuroniniais tinklais, kompiuteriai gali analizuoti didžiulius duomenų kiekius, kad išmoktų atlikti daugybę užduočių, kurios kažkada viršijo jų pajėgumus. Tokios sistemos skatina veido ir balso atpažinimą, taip pat internetinius pokalbių robotus.
Jie taip pat gali būti naudojami nuspėti žmogaus kūno baltymo formą, kuri gali nustatyti, kaip kitos molekulės prie jo chemiškai prisijungs arba fiziškai prisijungs. Tai yra vienas iš būdų, kaip sukurti vaistus: vaistas jungiasi prie tam tikrų organizmo baltymų ir keičia jų elgesį.
Johnas Jumperis, jauniausias per daugiau, nei 70 metų, chemijos laureatas, gimė JAV. Baigęs bakalauro laipsnį Vanderbilto universitete ir magistro laipsnį Kembridžo universitete, jis įgijo daktaro laipsnį. Čikagos universitete įgijo teorinės chemijos laipsnį.
2017 m., kai „Google“ įsigijo laboratoriją, jis prisijungė prie „DeepMind“, kaip tyrėjas. Kartu su daktaru Hassabiu ir kitais jis netrukus pradėjo kurti tai, kas taps AlphaFold.
2018 m. „DeepMind“ komanda, vadovaujama daktaro Jumperio, dalyvavo pasauliniame konkurse, pavadintame „Critical Assessment of Structure Prediction“ – 25 metus trukusioje pastangoje išspręsti baltymų lankstymo problemą. Jų technologija pranoko visus kitus konkurentus.
Daugelis mokslininkų manė, kad baltymų sulankstymo proveržis dar truks kelerius metus. Tada 2020 m., kai „Google“ mokslininkai kitame konkurse pristatė technologijos atnaujinimą AlphaFold2, jie parodė, kad ji visiškai išsprendė problemą, numatant formas tokiu tikslumu, kuris konkuruoja su fiziniais eksperimentais.
Naudodama AlphaFold2, „Google“ komanda sugebėjo apskaičiuoti visų žmogaus baltymų struktūrą, sakė Nobelio komitetas, kol galiausiai numatė „beveik visų 200 milijonų baltymų, kuriuos mokslininkai iki šiol atrado, tirdami Žemės organizmus, struktūrą“.
Daktaras Hassabis sakė, kad „DeepMind“ modeliavo pagal „Bell Labs“ – tyrimų ir plėtros įmonę, kuri išleido 10 Nobelio premijos laureatų. Jis sakė, kad tam reikia daug išteklių ir skaičiavimo galios.
„Kodėl neprisijungus prie privataus sektoriaus, kad būtų galima finansuoti tokius dalykus?" - pasakė jis.
"Aš myliu visus baltymus"
David Baker darbas buvo prieš naujausio A.I. modelius ir daugiausia dėmesio skiria baltymų kūrimui.
Beikeris, kilęs iš Sietlo, 1984 m. įgijo bakalauro laipsnį Harvardo universitete, o 1989 m. Kalifornijos universitete Berklyje – biochemijos daktaro laipsnį. Dabar jis yra Baltymų dizaino instituto direktorius ir biochemijos profesorius Vašingtono universitetas.
2003 m. daktaras Bakeris ir jo kolegos sukūrė pirmąjį visiškai naują baltymą: molekulę, pavadintą Top7, kuri buvo nenaudinga, bet simboliška [1].
„Iki tol iš tikrųjų vieninteliai baltymai, kurie buvo žinomi, buvo tie, kurie atsirado per milijonus ar milijardus evoliucijos metų“, – sakė jis interviu „The New York Times“.
Tyrėjai pradėjo nuo norimos baltymų formos ir naudojo kompiuterinį modelį Rosetta, kuris ieško esamų baltymų duomenų bazėse, kad surastų aminorūgščių seką, kuri galėtų sukurti tokią struktūrą.
Jis prisiminė „nuostabią akimirką“, kai baltymas, kurį jis sukūrė su bakterijomis iš pasiūlytos aminorūgščių sekos, turėjo beveik tokią pačią struktūrą, kaip ir jo modelio.
Šis darbas „atvėrė visiškai naują baltymų struktūrų pasaulį, kurio mes niekada anksčiau nematėme“, – sakė Nobelio komiteto daktaras Aqvistas.
Daktaras Beikeris suprato, kad jei jam pavyktų sukurti naują baltymų struktūrą, jis taip pat turėtų sugebėti sukurti sudėtingesnius baltymus, „kurie iš tikrųjų veikia“, pavyzdžiui, suardo amiloidines fibriles, kurios, kaip manoma, yra susijusios su Alzheimerio liga.
Pastaraisiais metais jo darbas derėjo su tokiais tyrimais, kuriuos ištyrė daktaras Hassabis ir Dr. Jumper iš DeepMind, nes jo laboratorija naudoja neuroninius tinklus, kad ne tik prognozuotų baltymų formas, bet ir sukurtų naujų baltymų brėžinius. Tai dar viena forma, kurią mokslininkai ir technologijų įmonės vadina generatyviniu A.I.
Jo laboratorijos baltymai, sukurti, naudojant pažangesnę Rosetta iteraciją, jau buvo kelių galimų medicininių gydymo būdų, tokių, kaip antivirusinis nosies purškalas nuo Covid-19 ir vaistas nuo celiakijos, pagrindas. Covid-19 vakcina SKYCovione, pagrįsta vienu iš jo laboratorijos baltymų, buvo patvirtinta naudoti Pietų Korėjoje 2022 m.
Dr. Baker taip pat yra daugiau, nei 20 biotechnologijų įmonių įkūrėjas.
Po ceremonijos žurnalisto paklaustas, ar turi mėgstamų baltymų, jis atsakė: „Man patinka visi baltymai. Nenoriu rinktis favoritų“." [2]
2. Nobel Prize in Chemistry Goes to 3 Scientists for Predicting and Creating Proteins. Moses, Claire; Metz, Cade; Rosenbluth, Teddy. New York Times (Online) New York Times Company. Oct 9, 2024.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą