Το σπουδαιότερο επιστημονικό επίτευγμα για το 2021

Τα τελευταία δύο χρόνια ο κορωνοϊός κυριαρχεί στη ζωή μας, όμως σύμφωνα με το περιοδικό «Science» το σπουδαιότερο επιστημονικό επίτευγμα δε σχετίζεται με αυτόν.

Εδώ και σχεδόν 50 χρόνια, οι επιστήμονες πάσχιζαν να προβλέψουν το πολύπλοκο τρισδιάστατο σχήμα, στο οποίο θα διπλώσουν τα αμινοξέα, όταν σχηματίζουν μια λειτουργική πρωτεΐνη.

Το 2021, για πρώτη φορά, οι επιστήμονες έδειξαν ότι ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης μπορεί, επιτέλους, να πετύχει αυτόν τον στόχο και να προβλέψει τις ακριβείς δομές των πρωτεϊνών. Γι’ αυτό και το «Science» το ανέδειξε ως το σημαντικότερο επιστημονικό επίτευγμα για φέτος.

Σύμφωνα με το περιοδικό, την ανάλυση του οποίου αναδημοσιεύει το healthstories.gr, οι επιστήμονες έχουν πια στα χέρια τους «μια καινοτόμα τεχνική, που, όπως η CRISPR και η cryo-EM, θα επιταχύνει σε μεγάλο βαθμό τις επιστημονικές ανακαλύψεις».

Οι πρωτεΐνες είναι οι θεμέλιοι λίθοι της ζωής και οι λειτουργίες τους, οι οποίες παίζουν κεντρικό ρόλο σχεδόν σε όλες τις βιολογικές διαδικασίες, σχετίζονται άμεσα με το ακριβές τρισδιάστατο σχήμα τους. Έως πρόσφατα ο προσδιορισμός αυτής της πρωτεϊνικής δομής ήταν μια χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία, που απαιτούσε πολύπλοκες εργαστηριακές αναλύσεις.

Εδώ και δεκαετίες είχαν γίνει πολλές προσπάθειες να αναπτυχθούν υπολογιστικά μοντέλα για την επίλυση του προβλήματος της αναδίπλωσης των πρωτεϊνών, όμως η ακριβής πρόβλεψη της δομής τους διέφευγε των ερευνητών, έως ότου το 2021 εμφανίστηκαν δύο σημαντικές μελέτες ταυτόχρονα στα δύο σημαντικότερα επιστημονικά περιοδικά του κόσμου, στο «Nature» και στο «Science», όπου παρουσιάστηκαν αντίστοιχα δύο διαφορετικά «έξυπνα» συστήματα, τα AlphaFold και RoseTTA-fold.

AI algorithms can now churn out predictions for the 3D shapes of proteins with a precision matching that of painstaking laboratory techniques. The programs, and the blizzard of protein structures they have revealed, are Science’s 2021 #BOTY. https://t.co/zBZlWr0fis pic.twitter.com/snrEsDbTH0

— Science Magazine (@ScienceMagazine) December 16, 2021

Και τα δύο είναι ικανά να προβλέψουν ένα ευρύ φάσμα πολύπλοκων δομών πρωτεϊνών γρήγορα και με ακρίβεια, με βάση μόνο τα αμινοξέα αυτές που περιέχουν. Οι ερευνητές και των δύο επιστημονικών ομάδων επέτρεψαν μάλιστα την ελεύθερη πρόσβαση στα δεδομένα τους, έτσι ώστε άλλοι επιστήμονες να αξιοποιήσουν τα νέα «έξυπνα» συστήματα.