Ujifunaji wa Mashine Unarahisisha Uhandisi wa Protini, Kuboresha Utendaji

Marekani - Shirika la Habari la Ekhbary

Ujifunaji wa Mashine Unaleta Mapinduzi katika Uhandisi wa Protini na Mfumo wa MULTI-evolve

Katika maendeleo muhimu ya kisayansi, watafiti wameanzisha mfumo mpya wa ujifunaji wa mashine unaoitwa MULTI-evolve, ambao umewekwa ili kuleta mapinduzi katika nyanja ya uhandisi wa protini. Mfumo huu wa ubunifu unalenga kuharakisha na kurahisisha kwa kiasi kikubwa utengenezaji wa protini zenye utendaji wa juu, ambazo ni vipengele muhimu katika programu mbalimbali, kutoka kwa dawa zinazookoa maisha hadi bidhaa za kila siku kama sabuni na mafuta ya mimea.

Kwa kihistoria, mchakato wa kuboresha utendaji wa protini umekuwa kazi ngumu na ngumu. Kwa kawaida huhusisha mizunguko mingi ya kurekebisha mlolongo wa asidi ya amino, kufanya majaribio ya maabara kwa kila marekebisho, na kuchambua kwa uangalifu matokeo ili kutambua maboresho yanayotakiwa. Hata hivyo, mwingiliano tata kati ya mabadiliko mengi hufanya utabiri wa matokeo ya mwisho kuwa changamoto kubwa, mara nyingi huhitaji majaribio ya kina kwa njia ya kujaribu na kukosa. Mchakato huu wa kina ulielezewa kwa ustadi na Dk. Patrick Hsu, mhandisi wa biolojia katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley, kama "tatizo la utafutaji wa pande nyingi sana ambalo tunafanya kwa ufanisi kukisia na kuangalia."

MULTI-evolve inajitokeza kama suluhisho la nguvu kwa changamoto hii ya muda mrefu. Badala ya kutegemea tu mbinu za jadi za majaribio, mfumo huu unajumuisha kwa akili majaribio ya maabara na algoriti za kisasa za ujifunaji wa mashine ili kutabiri utendaji wa protini na mabadiliko mengi ya wakati mmoja. Nguvu kuu ya MULTI-evolve iko katika uwezo wake wa kufafanua mwingiliano tata kati ya mabadiliko mbalimbali, ambayo ni sababu muhimu ya kufikia maboresho makubwa katika utendaji wa protini.

Njia ya kazi ya MULTI-evolve hufanya kazi kupitia mchakato wa hatua tatu. Awali, watafiti hutumia data zilizopo au hutumia mbinu za ujifunaji wa mashine kutabiri athari za mabadiliko ya asidi ya amino ya kibinafsi kwenye utendaji wa protini. Baadaye, ili kuanzisha jinsi mabadiliko yanavyoingiliana, mfululizo wa protini hutengenezwa katika maabara, kila moja ikiwa na jozi za mabadiliko yanayowezekana. Utendaji wao kisha unatathminiwa kwa majaribio. Hatimaye, data hizi za majaribio hutumiwa kufundisha mfumo wa ujifunaji wa mashine ambao unaweza kutabiri ufanisi wa protini lengwa na mabadiliko matano au zaidi, hivyo basi kuondoa hitaji la kupima kwa kina kila mchanganyiko unaowezekana.

Ufanisi wa MULTI-evolve umeonyeshwa kupitia majaribio magumu kwenye protini tatu tofauti. Hizi zilijumuisha kingamwili inayohusika na magonjwa ya autoimmune na protini inayotumiwa katika teknolojia ya hali ya juu ya uhariri wa jeni ya CRISPR. Katika kila kisa, mfumo ulifanikiwa kutambua mchanganyiko wa mabadiliko ambayo yalizidi kwa kiasi kikubwa protini asili katika majaribio ya maabara, ikisisitiza uwezo wake wa kuchagua seti za marekebisho ya ushirikiano.

Huu uvumbuzi unafungua milango kwa programu nyingi. Dk. Hsu alionyesha njia mbili zenye matumaini hasa: matumizi ya protini zilizobuniwa kufuatilia harakati za molekuli nyingine ndani ya seli na ukuzaji wa tiba bora za jeni kwa watu wenye upungufu wa enzyme. "Tunafurahi na kazi hii," Hsu alisema. "Nadhani kuna nia kubwa juu ya jinsi hii inavyobadilisha mazoezi ya sayansi."

Mfumo wa MULTI-evolve unawakilisha hatua kubwa mbele katika uhandisi wa protini, unaowapa wanasayansi zana yenye nguvu ya kubuni protini zenye utendaji ulioboreshwa kwa ufanisi na kasi zaidi kuliko hapo awali. Maendeleo haya sio tu yanaharakisha kasi ya uvumbuzi wa kisayansi, lakini pia yanafungua njia kwa ajili ya uingiliaji mpya wa matibabu na bidhaa za viwandani za kisasa kukidhi mahitaji yanayokua ya jamii.

Shirika la Habari la Ekhbary