THE CALCULATION OF THE STRUCTURE OF PROTEINS THROUGH COMPUTATIONAL SIMULATION.
Generalmente una proteina è identificata per mezza della sua caratteristica sequenza uni-dimensionale di proteine (aminoacidi). Tuttavia la funzione e la natura della proteina si comprende solo dalla osservazione della sua struttura volumetrica e spaziale, perché la biologia si sviluppa tridimensionalmente. Il rapporto tra sequenza e struttura è complesso, perché una tipica proteina ha 10^300 (1 con 300 zeri) configurazioni possibili.
Generally a protein is identified by its characteristic one-dimensional sequence of proteins (amino acids). However, the function and nature of the protein can only be understood by observing its volumetric and spatial structure, because biology develops in three dimensions. The relationship between sequence and structure is complex, because a typical protein has 10^300 (1 with 300 zeros) possible configurations.
La determinazione della struttura di una proteina (folding proteico), con le sue tipiche spirali aggrovigliate e ritorte nei modi più vari e strani, è un processo complesso e oneroso, se eseguito per mezzo del processo sperimentale. L’approccio predittivo basato sulla simulazione computazionale, invece, sta riscuotendo parecchio successo, come lo testimoniano le copertine delle principali riviste scientifiche (Science - agosto 2021 e Nature - Gennaio 2022).
The determination of the structure of a protein (protein folding), with its typical tangled and twisted spirals in the most varied and strange ways, is a complex and onerous process, if performed by means of the experimental process. The predictive approach based on computational simulation, on the other hand, is enjoying considerable success, as evidenced by the covers of the main scientific journals (Science - August 2021 and Nature - January 2022).
La svolta si è avuta nel 2020 quando è stato dimostrato che AlphaFold era in grado di simulare e prevedere le strutture delle proteine, riuscendo a superare l’accuratezza sperimentale. . AlphaFold è un programma di intelligenza artificiale prodotto da DeepMind, basato su reti neurali, machine learning e deep learning. La stessa tecnologia (AlfaGo) era stata utilizzata per vincere il campione del gioco da tavolo Go. In effetti, tra i due contesti ci sono molte affinità: entrambi costituiscono un problema di ottimizzazione, in entrambi ci sono molte combinazioni da considerare, e per entrambi esistono vaste basi di dati per addestrare le reti neurali. In futuro si riuscirà certamente a mappare l’intero proteoma umano, comprendere le funzionalità di vecchi farmaci e svilupparne di nuovi, si potranno sintetizzare nuove proteine (protein design) con applicazioni che spaziano dall’agricoltura all’allevamento, dall’alimentazione alla nutrizione, dalla medicina alla salute, dalle previsioni climatiche ai cambiamenti climatici ed ai processi di produzione di energia.
The breakthrough came in 2020 when it was demonstrated that AlphaFold was able to simulate and predict protein structures, managing to exceed experimental accuracy. . AlphaFold is an artificial intelligence program produced by DeepMind, based on neural networks, machine learning and deep learning. The same technology (AlfaGo) had been used to win the champion of the board game Go. Indeed, there are many affinities between the two contexts: both constitute an optimization problem, in both there are many combinations to consider, and for both there are vast databases for training neural networks. In the future it will certainly be possible to map the entire human proteome, understand the functionality of old drugs and develop new ones, it will be possible to synthesize new proteins (protein design) with applications ranging from agriculture to breeding, from food to nutrition, from medicine to health, from climate forecasts to climate change and energy production processes.
Sto leggendo “Il mondo in sintesi”, di Cosimo Accoto.
#simulazione #simulacro #metaverso
7/1/2023
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My readings about economy, society, culture and technology. - §3.7.1. The world in synthesis, by Cosimo Accoto.
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