محققان با ترکیب روشهای هوش مصنوعی، آنزیمهای مصنوعی طراحی کردهاند که میتوانند واکنشهای چندمرحلهای را با کارایی بالا انجام دهند، این دستاورد میتواند تحول بزرگی در صنایع زیستی و بازیافت پلاستیک ایجاد کند.
به نقل از نیچر، پژوهشگران با استفاده از هوش مصنوعی، آنزیمهای مصنوعی طراحی کردهاند که قادر به انجام واکنشهای چندمرحلهای مشابه آنزیمهای طبیعی هستند که این آنزیمها میتوانند واکنشهای شیمیایی پیچیدهای را تسریع کنند که در فرایندهای زیستی و صنعتی همچون بازیافت پلاستیک نقش کلیدی دارند.
این تحقیق که در مجله Science منتشر شده، نشان میدهد که ترکیب چندین روش یادگیری ماشینی، طراحی آنزیمهای مصنوعی را به سطح جدیدی رسانده است. آنزیمهای طراحیشده در این مطالعه، ۶۰ هزار برابر کارآمدتر از نمونههای قبلی هستند، پیش از این، طراحی آنزیمها بیشتر بر پایه تغییر ساختار آنزیمهای موجود بود، اما این روش محدودیتهایی داشت.
آنا لائوکو، یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه واشنگتن، توضیح میدهد: این کار همچون خرید یک کت و شلوار دستدوم است که اندازه شما نخواهد بود که طراحی آنزیمهای جدید از پایه، همچون دوخت یک لباس متناسب با نیازهای ماست.
در این پژوهش، محققان از ابزار هوش مصنوعی به نام RFdiffusion برای طراحی ساختار آنزیمها و یک شبکه عصبی عمیق به نام PLACER برای بهبود طراحی استفاده کردند. این شبکه عصبی همچون یک فیلتر عمل میکند و اطمینان حاصل میکند که بخشهای فعال آنزیم به درستی برای انجام هر مرحله از واکنش تنظیم شدهاند که این دستاورد میتواند راه را برای طراحی آنزیمهای مصنوعی با کاربردهای گسترده در صنایع دارویی، زیستی و محیط زیست هموار کند. هویمین ژائو، زیستشناس مصنوعی از دانشگاه ایلینوی، این تحقیق را یک نقطه عطف در مهندسی آنزیمها میداند و معتقد است که این فناوری به زودی به مرحله کاربردی خواهد رسید و این پیشرفت نهتنها درک ما از آنزیمها را بهبود میبخشد، بلکه امیدواریها برای حل چالشهای جهانی همچون بازیافت پلاستیک و تولید داروهای جدید را افزایش میدهد.
منبع: ایمنا
