محققان از هوش مصنوعی برای طراحی آنزیمهای جدیدی استفاده کردهاند که مانند آنزیمهای طبیعی قادر به انجام واکنشهای چند مرحلهای هستند. این آنزیمهای طراحیشده، واکنش شیمیایی چهار مرحلهای را که در فرآیندهای بیولوژیکی و صنعتی بسیاری، از جمله بازیافت پلاستیک، حیاتی است، تسریع کردند.
هویمین ژائو، زیستشناس مصنوعی از دانشگاه ایلینوی در اربانا-شامپاین، این تحقیق را «گامی مهم در مهندسی آنزیمها» میداند و میگوید: «این تحقیق نشان میدهد که حالا میتوان آنزیمهایی با فعالیت مشابه آنزیمهای طبیعی طراحی کرد که میتواند در کاربردهای عملی مفید باشد.»
پیش از این، تلاشها برای طراحی آنزیمها با استفاده از هوش مصنوعی با موفقیتهای محدودی همراه بود و معمولاً آنزیمهای طراحیشده پس از اولین مرحله واکنش متوقف میشدند. در این تحقیق جدید که در ۱۳ فوریه در نشریه Science منتشر شد، محققان با ترکیب چندین روش یادگیری ماشینی، این چالش را حل کردند. آنزیمهای جدید ۶۰,۰۰۰ برابر سریعتر از آنزیمهای قبلی واکنش را تسریع میکنند.
محققان از یک ابزار هوش مصنوعی به نام RFdiffusion برای طراحی ساختارهای جدید آنزیم از ابتدا استفاده کردند و سپس از یک شبکه عصبی عمیق به نام PLACER برای اصلاح طراحی ساختاری آنزیمها و مدلسازی مکانهای اتمها در آنزیم و مولکولهایی که آنزیم در هر مرحله از واکنش به آنها متصل میشود، بهره بردند.
این فناوری جدید نشان میدهد که استفاده از هوش مصنوعی میتواند آنزیمهایی را طراحی کند که قادر به انجام واکنشهای پیچیده چند مرحلهای با دقت و کارایی بالا باشند و این دستاورد میتواند به کاربردهای عملی گستردهتری در صنایع مختلف منجر شود.
کد خبر ۲۱۲۰۳۱۱۲۹.۳۵۹
منبع:نیچر
