'Det er et gennembrud': Kunstig intelligens knækker koden bag protein-mysterie

Ny Googles-teknologi kan føre til bedre og mere målrettet medicin.

Proteiner er komplekse 3D-strukturer, der er dannet af nogle lange kæder. Hvordan, det sker, har undret forskerne i mere end 50 år, men nu har en kunstig intelligens løst mysteriet. Foto: DeepMind (Foto: DeepMind)

Proteiner.

Mange forbinder det nok med noget, vi putter i munden. Du har måske hørt, at for eksempel en bøf er propfyldt med protein.

Men protein er meget mere end det. Vores krop er bygget op af proteiner, og uden dem ville liv, som vi kender det, ikke eksistere.

Hvis nogle proteiner i kroppen ikke virker, som de skal, kan vi blive syge.

Samtidig virker meget medicin ved at stoppe eller regulere proteiner, der er i udu.

Selvom proteiner er så afgørende for vores liv og sundhed, er de svære for forskere at forstå. Bare det at gennemskue, hvordan de ser ud, har i årtier været et mysterie.

Men det ændrede det sig i går, da der landede en stor nyhed inden for videnskabens verden.

Det fortæller Nikos Hatzakis.

Han er professor på Kemisk Institut og Novo Nordisk Fondens Center for Proteinforskning på Københavns Universitet.

- Da nyheden blev offentliggjort, begyndte der at ske noget i den videnskabelige verden. Vi tweetede og ringede til hinanden. Det er et gennembrud, siger Nikos Hatzakis.

Nyheden, han taler om, er, at forskere fra den Google-ejede virksomhed DeepMind har skabt et værktøj baseret på en kunstig intelligens, der med uhørt stor nøjagtighed kan forudse proteiners form.

- Det kan normalt tage måneder - eller år - at bestemme proteiners form. Men med den her teknologi kan vi gøre det på dage. Det giver os mulighed for hurtigere at komme til at arbejde med de udfordringer, som virkelig er afgørende: For eksempel hvordan vi kan lave bedre og mere målrettet medicin, siger Nikos Hatzakis.

Og han er ikke den eneste, der er imponeret over DeepMinds nye værktøj.

DR har talt med to andre forskere, der kalder den nye kunstige intelligens for imponerende, spændende og en kæmpe præstation, der kan ændre den måde, der forskes i proteiner på.

En bil kan ikke køre, hvis hjulene er firkantede

Men hvorfor ser forskerne så stort potentiale i den nye teknologi?

Det handler om, at der stadig er fundementale spørgsmål om proteiner, som ofte kaldes livets byggesten, forskerne ikke kan svare på.

Som bittesmå maskiner arbejder tusindvis af proteiner i hver eneste af vores celler.

Men nogle gange sker det, at et protein ikke har den helt rigtige form. Så virker ’maskinen’ ikke.

Lidt som en bil, der har fået monteret firkantede hjul: Selv om motoren virker perfekt, tandhjulene er smurt, og der er fyldt brændstof på, kan bilen ikke køre.

Derfor er det afgørende for forskere at forstå, hvordan proteinerne i vores krop ser ud.

For hvis de er i stand til at forstå det, kan de også se, hvad der er galt, når proteinerne ikke virker, og hvad der skal til for at få systemet på fode igen.

Altså: Kan de se, at hjulene på bilen bør være runde – men faktisk er firkantede - vil de også kunne gennemskue, hvad der skal til for at få bilen til at køre.

Folde-mysteriet er løst

Udfordringen er bare, at proteiner noget kun mindre end en bil.

Faktisk er de så små, at forskere ikke umiddelbart kan se dem. Selv ikke med de mest avancerede teknikker.

Tilgengæld kender forskerne de byggesten, kroppen bruger til at lave proteiner med. De hedder aminosyrer og har alle forskellige egenskaber.

Proteinerne i vores krop består af 20 aminosyrer, som kroppen sammensætter i lange rækker.

Rækkerne bliver foldet på en helt bestemt måde, der er afgørende for, hvordan proteinet virker.

Og det er den afgørende folde-proces, som hidtil har været lidt af et mysterium.

- Det mærkelige er, at proteiner i teorien kan folde sig på tusindvis af forskellige måder, men i kroppen bliver de foldet til netop én bestemt form. Det har været et mysterium hvilken af de mange teoretiske muligheder, som helt naturligt sker i kroppen, fortæller Nikos Hatzakis.

Derfor har forskerne ikke kunne forudse, hvordan proteinerne i kroppen så ud, selv om de har kendt til aminosyrernes rækkefølge.

Nøjagtighed på over 90 procent

Trods mysteriet er forskere alligevel lykkedes med at blive meget klogere på nogle proteiners form de seneste årtier.

Det fortæller Poul Nissen, der er professor i protein-kemi på Aarhus Universitet og leder af forskningscenteret Dandrite.

Indtil videre har man ved hjælp af avancerede teknikker bestemt formen på mere end 150.000 proteiner, som er blevet samlet i en database.

Men der findes mere end 180 millioner forskellige proteiner i naturen, og med de avancerede metoder kræver det lang tid at bestemme blot ét proteins form.

Det er her, at DeepMind kommer ind i billedet.

For i stedet for at bruge lang tid på at bestemme et proteins form, kan den kunstige intelligens forudse formen ud fra hvilke aminosyrer, proteinet består af.

Og den gør det med langt større nøjagtighed

- Efterhånden har man kunne nå op på en nøjagtighed på 60-70 procent, men med den nye kunstige intelligens fra DeepMind bliver det tal banket op over 90 procent, siger Poul Nissen.

Mere fra dr.dk

Facebook
Twitter