Applicando strumenti di elaborazione del linguaggio naturale, quindi intelligenza artificiale, ai movimenti delle molecole proteiche, gli scienziati dell’Università del Maryland hanno creato un linguaggio astratto che descrive le molteplici forme che una molecola proteica può assumere e come e quando passa da una forma all’altra. La funzione di una molecola proteica è spesso determinata dalla sua forma e struttura, quindi la comprensione delle dinamiche che controllano la forma e la struttura può aprire una porta alla comprensione di tutto, da come funziona una proteina alle cause della malattia e al modo migliore per progettare terapie farmacologiche mirate.
L’intelligenza artificiale nel campo biochimico
Questa è la prima volta che un algoritmo di apprendimento automatico è stato applicato alle dinamiche biomolecolari in questo modo e il successo del metodo fornisce intuizioni che possono anche aiutare a far avanzare l’intelligenza artificiale (AI). Un documento di ricerca su questo lavoro è stato pubblicato recentemente sulla rivista Nature Communications.
“Qui mostriamo le stesse architetture AI utilizzate per completare le frasi quando si scrivono e-mail possono essere utilizzate per scoprire una lingua parlata dalle molecole della vita”, ha detto l’autore senior del documento, Pratyush Tiwary, un assistente professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell’UMD. “Dimostriamo che il movimento di queste molecole può essere mappato in un linguaggio astratto e che le tecniche di intelligenza artificiale possono essere utilizzate per generare storie biologicamente veritiere dalle parole astratte risultanti”.
Le molecole biologiche sono costantemente in movimento, oscillando nel loro ambiente. La loro forma è determinata da come sono piegati e attorcigliati. Possono rimanere in una data forma per secondi o giorni prima di aprirsi improvvisamente e ripiegarsi in una forma o struttura diversa. Il passaggio da una forma all’altra avviene in modo molto simile allo stiramento di una bobina aggrovigliata che si apre in più fasi. Quando parti differenti della bobina si rilasciano e si aprono, la molecola assume differenti conformazioni intermedie, ed è interessante proprio scoprire come e quando ciò succede.