^^AlphaFold. Proteins folding.

Importanza della struttura 3D di una proteina

in breve: il funzionamento di una proteina dipende dalla sua struttura 3D.
To understand the functions of proteins at a molecular level, it is often necessary to determine their three-dimensional structure.

Determinare la struttura delle proteine e' una sfida che dura da oltre 50 anni; nel 1962, Max Perutz e John Kendrew vinsero il Premio Nobel per la Chimica, per aver determinato la prima struttura 3D di una proteina: la mioglobina.

La risorsa media per determinare la struttura 3D di 1 proteina, come valutato dagli esperti del campo e': 1 dottorando PHD per tutto il tempo della sua tesi di laurea (4-5 anni).

  1. 2020-11-30 AlphaFold rivoluziona il calcolo della struttura 3D di una proteina.

    2020-11-30 youtube AlphaFold: The making of a scientific breakthrough, video promozionale accattivante e breve (8'), da vedere, che rende l'idea.

    Per stimolare la ricerca di migliori metodi di calcolo, nacque una competizione nel 1994, biennale, cui partecipano circa 100 gruppi, detta CASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction).

    AlphaFold partecipa la prima volta nel 2018 a CASP13, e nel 2020 a CASP14 vince la competizione con AlphaFold2, ma soprattutto:

    La spiegazione e': l'uso dell'intelligenza artificiale integrata alla conoscenza scientifica delle proteine, cioe' non e' semplicemente l'applicazione brutale di una AI generalista.

    Predecessore AI fu AlphaGo, giocatore di GO.

    Progressi

  2. calcolata e pubblicata la struttura 3D di proteine a partire dai geni codificanti proteine, nel AlphaFold Protein Structure Database, di libero accesso !!!
  3. 2021  il proteoma umano: 20mila proteine. "Dal genoma al proteoma".
  4. 2022  200 milioni di proteine calcolate dai geni conosciuti di animali, vegetali, funghi e batteri.
  5. 2024 PREMIO NOBEL per la CHIMICA. Demis Hassabis insieme a John M. Jumper, "per i sistemi di predizione delle proteine"; premio condiviso con David Baker "per la progettazione computazionale delle proteine".
  6. 2024-10-23 youtube How AI Cracked the Protein Folding Code and Won a Nobel Prize, da vedere.

    AlphaFold3 is not limited to predicting how proteins fold, it can also predict the interactions with molecules typically found in drugs such as ligands or antibodies, which is expected to significantly accelerate drug discovery.

    Voci critiche.

Approfond

  1. 2025-02-10 yt The Most Useful Thing AI Has Ever Done

 

RIVOLUZIONE BIOINFORMATICA.

Sappiamo che questo e' il secolo della biologia 2000-2100,

ma ho anche l'idea che

quindi dopo la rivoluzione informatica che si sta compiendo, si e' aperta-sovrapposta la rivoluzione biologica, in totale

la rivoluzione e' bio-informatica

Le scienze, Settembre 2021

Approfond

  1. wp/AlphaFold [articolo su wikipedia in inglese; su wikipedia.it 2021 non c'e', nel giugno2023 c'e', buono come riassunto stringato]  dice tutto quel che c'e' da sapere.
  2. 30-11-2020 AlphaFold vince la competizione CASP14 Critical Assessment of protein Structure Prediction
    1. youtube video promozionale accattivante e breve (8'), da vedere, che rende l'idea; mostra la metrica di prossimita' al risultato esatto: GDT_Global_Distance_Test.
    2. “This really is a big deal,” says David Baker, head of the Institute for Protein Design at the University of Washington and leader of the team behind Rosetta, a family of protein analysis tools. “It’s an amazing achievement, like what they did with Go.” [con AlphaGo nel 2016, 4 anni prima] cit: technologyreview
  3. 5-3-2021 youtube DeepMind’s Demis Hassabis on its breakthrough scientific discoveries | WIRED Live
  4. 15-7-2021 [articolo originale nature] Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold.

    The ‘protein folding problem’ has been an important open research problem for more than 50 years.

    1. L'intelligenza artificiale AlphaFold ha calcolato la struttura 3D di quasi ogni proteina del corpo umano
      • la prossimita' al risultato esatto e'
        maggiore del 90% per piu' di 1/3 dei casi !!!
    2. I risultati sono stati registrati nel AlphaFold Protein Structure Database, di libero accesso !!!
    3. il codice dell'IA e stato reso open source !!!
  5. 22-7-2021 [articolo divulgativo techcrunch] DeepMind puts the entire human proteome online, as folded by AlphaFold.
  6. 27-7-2021 [video divulgativo youtube] AlphaFold and the Grand Challenge to solve protein folding.
    1. Dogma_di_Anfinsen la struttura ripiegata di una proteina e' determinata solamente dalla sequenza dei suoi amminoacidi
    2. Paradosso_di_Levinthal il ripiegamento della proteina non e' calcolabile considerando tutti i suoi possibili ripiegamenti, poiche' sono un numero troppo grande.

Links librosito

  1. AlphaGo.
  2. Artificial intelligence timeline.

Link wikipedia

  1. Protein_structure
  2. Protein_structure_prediction
  3. CASP Critical Assessment of protein Structure Prediction