{"id":59201,"date":"2023-08-02T04:32:46","date_gmt":"2023-08-02T01:32:46","guid":{"rendered":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/?p=59201"},"modified":"2023-07-31T14:49:49","modified_gmt":"2023-07-31T11:49:49","slug":"yapay-zeka-araclari-tibbi-donusturebilecek-tamamen-yeni-proteinler-tasarliyor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/2023\/08\/02\/yapay-zeka-araclari-tibbi-donusturebilecek-tamamen-yeni-proteinler-tasarliyor","title":{"rendered":"Yapay zeka ara\u00e7lar\u0131 t\u0131bb\u0131 d\u00f6n\u00fc\u015ft\u00fcrebilecek tamamen yeni proteinler tasarl\u0131yor"},"content":{"rendered":"

Evrimin 3 milyar y\u0131l\u0131 a\u015fk\u0131n s\u00fcrede hi\u00e7 \u00fcretmedi\u011fi bir proteini tasarlamak \u00fczere olan Seattle\u2019daki Washington \u00dcniversitesi\u2019nden (UW) hesaplamal\u0131 kimyager David Juergens, \u201cTamam. Ba\u015fl\u0131yoruz.\u201d diyor.<\/p>\n

\"\"
\nJuergens bir video g\u00f6r\u00fc\u015fmesinde, geli\u015ftirilmesine yard\u0131mc\u0131 oldu\u011fu, RFdiffusion adl\u0131 bir yapay zeka (AI) arac\u0131n\u0131n bulut tabanl\u0131 bir s\u00fcr\u00fcm\u00fcn\u00fc tan\u0131tt\u0131. Bu ve bunun gibi sinir a\u011flar\u0131,
\n\u00f6zel proteinlerin yarat\u0131lmas\u0131n\u0131 -yak\u0131n zamana kadar olduk\u00e7a teknik ve \u00e7o\u011fu zaman ba\u015far\u0131s\u0131z bir aray\u0131\u015f olan- ana ak\u0131m bilime ta\u015f\u0131maya yard\u0131mc\u0131 oluyor.
\nBu proteinler, a\u015f\u0131lar, tedaviler ve biyomalzemeler i\u00e7in \u00f6nemli bir kaynak olabilir. Somerville, Massachusetts\u2019teki bir biyoteknoloji \u015firketi olan ve protein tasar\u0131m\u0131n\u0131 ila\u00e7 geli\u015ftirmeye kullanan Generate Biomedicines\u2019in kurucu orta\u011f\u0131 ve ba\u015f teknik sorumlusu Gevorg Grigoryan, \u201cBu, tam anlam\u0131yla bir d\u00f6n\u00fcm noktas\u0131yd\u0131.\u201d diyor.
\nBu ara\u00e7lar, bu y\u0131l Papa Francis\u2019in tasar\u0131m beyaz \u015fi\u015fme mont giydi\u011fi viral bir resmi \u00fcretmek i\u00e7in \u00fcnl\u00fc bir \u015fekilde kullan\u0131lan Midjourney yaz\u0131l\u0131m\u0131 gibi, ger\u00e7ek\u00e7i g\u00f6r\u00fcnt\u00fcler sentezleyen AI yaz\u0131l\u0131mlar\u0131ndan esinlenmi\u015ftir. Ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar, tasar\u0131mc\u0131lar\u0131n belirledi\u011fi kriterlere g\u00f6re ger\u00e7ek\u00e7i protein \u015fekilleri \u00fcretebilen bir kavramsal yakla\u015f\u0131m geli\u015ftirdiklerini bulmu\u015flard\u0131r. Bu, \u00f6rne\u011fin, ba\u015fka bir biyomolek\u00fcle s\u0131k\u0131ca ba\u011flanmas\u0131 gereken yeni proteinleri h\u0131zl\u0131 bir \u015fekilde tasarlamak i\u00e7in kullan\u0131labilece\u011fi anlam\u0131na gelmektedir. Ve ilk deneylerde, ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar bu proteinleri \u00fcrettiklerinde, yaz\u0131l\u0131m\u0131n \u00f6nerdi\u011fi gibi i\u015flev
\ng\u00f6ren yararl\u0131 bir oran elde ettiklerini g\u00f6stermi\u015flerdir.
\nAra\u015ft\u0131rmac\u0131lar, bu ara\u00e7lar\u0131n ge\u00e7ti\u011fimiz y\u0131l protein tasar\u0131m\u0131 s\u00fcrecini devrim niteli\u011finde de\u011fi\u015ftirdi\u011fini s\u00f6yl\u00fcyorlar. New York\u2019taki Columbia \u00dcniversitesi\u2019nde hesaplamal\u0131 biyolog olan ve protein tasar\u0131m\u0131 i\u00e7in b\u00f6yle bir ara\u00e7 geli\u015ftiren Mohammed AlQuraishi, \u201cBu, yeteneklerde bir patlamad\u0131r.\u201d diyor. \u201cArt\u0131k istenen \u00f6zelliklere sahip tasar\u0131mlar yaratabilirsiniz.\u201d
\nUW’de hesaplamal\u0131 biyofizik\u00e7i olan ve Juergens’i de i\u00e7eren grubu RFdiffusion’\u0131 geli\u015ftiren David Baker, “Bir problem i\u00e7in \u00f6zelle\u015ftirilmi\u015f bir protein yap\u0131s\u0131 in\u015fa ediyorsunuz” diyor.
\nEkip yaz\u0131l\u0131m\u0131 Mart 2023’te yay\u0131nlad\u0131 ve sinir a\u011f\u0131n\u0131 a\u00e7\u0131klayan bir makale bu hafta Nature dergisinde yay\u0131nland\u0131. (2022’nin sonlar\u0131nda, AlQuraishi’nin ve Grigoryan’\u0131n da dahil oldu\u011fu di\u011fer birka\u00e7 ekibin benzer sinir a\u011flar\u0131 rapor etti\u011fi ayn\u0131 zamanda bir \u00f6n bask\u0131 s\u00fcr\u00fcm\u00fc yay\u0131nland\u0131).
\nGrigoryan, protein tasar\u0131mc\u0131lar\u0131n\u0131n art\u0131k ilk kez yeni bir end\u00fcstrinin yarat\u0131labilece\u011fi t\u00fcrden tekrarlanabilir ve sa\u011flam ara\u00e7lara sahip oldu\u011funu ekliyor. “Bundan sonraki zorluk, bununla ne yapaca\u011f\u0131n\u0131z?\u201d<\/p>\n

B\u00fcy\u00fck Tasar\u0131mlar<\/strong>
\nJuergens, istedi\u011fi protein i\u00e7in birka\u00e7 \u00f6zelli\u011fi \u00e7evrimi\u00e7i vergi hesaplay\u0131c\u0131s\u0131na benzeyen bir web formuna giriyor. Bu protein 100 amino asit uzunlu\u011funda olmal\u0131 ve homodimer ad\u0131 verilen simetrik iki proteinli bir kompleks olu\u015fturmal\u0131d\u0131r. Bir\u00e7ok h\u00fccre resept\u00f6r\u00fc bu
\nkonfig\u00fcrasyonu benimser ve yeni bir homodimer sentetik bir h\u00fccre sinyal molek\u00fcl\u00fc olabilir, diyor RFdiffusion’\u0131 birlikte geli\u015ftiren ve ayn\u0131 zamanda video g\u00f6r\u00fc\u015fmesinde bulunan UW hesaplamal\u0131 biyokimyac\u0131 Joe Watson. Ancak bu tasar\u0131m\u0131n ger\u00e7ek\u00e7i bir proteine benzemek d\u0131\u015f\u0131nda bir \u015fey yapmas\u0131 ama\u00e7lanm\u0131yor.
\nAra\u015ft\u0131rmac\u0131lar, yeni proteinler yapabilmek i\u00e7in \u00e7ok uzun s\u00fcredir \u00e7abal\u0131yorlar. \u0130lk olarak, mevcut proteinlerden faydal\u0131 b\u00f6l\u00fcmleri birle\u015ftirmeyi denediler, mesela bir enzimin i\u00e7inde bir kimyasal tepkimeyi h\u0131zland\u0131ran bir b\u00f6lge gibi. Bu y\u00f6ntem, proteinlerin katlanma ve i\u015fleyi\u015f \u015feklini bilmeyi, sezgiyi ve \u00e7ok fazla deneme yan\u0131lma yapmay\u0131 gerektiriyordu.
\nBilim insanlar\u0131 umduklar\u0131 gibi i\u015fleyen bir tasar\u0131m elde etmek i\u00e7in binlerce tasar\u0131ma bakmak zorunda kal\u0131yorlard\u0131.
\nBaker, Londra merkezli bir AI firmas\u0131 olan DeepMind (\u015fimdi Google DeepMind) taraf\u0131ndan geli\u015ftirilen ve amino asit dizilerinden protein yap\u0131lar\u0131n\u0131 do\u011fru bir \u015fekilde tahmin edebilen AlphaFold ve di\u011fer AI temelli modellerin bir ayd\u0131nlanma an\u0131 oldu\u011funu s\u00f6yl\u00fcyor. Tasar\u0131mc\u0131lar, bu sinir a\u011flar\u0131n\u0131n, var olan protein dizileri ve yap\u0131lar\u0131 ile \u00f6\u011frenmi\u015f olduklar\u0131n\u0131, yeni proteinler yapmak i\u00e7in de kullanabileceklerini ke\u015ffettiler.
\nBaker\u2019\u0131n ekibi ve bu alanda \u00e7al\u0131\u015fanlar, son zamanlarda bir\u00e7ok AI temelli protein tasar\u0131m arac\u0131 yapt\u0131lar. Bu ara\u00e7lar\u0131n kulland\u0131\u011f\u0131 y\u00f6ntemlerden biri, hal\u00fcsinasyon diye isimlendiriliyor, rastgele se\u00e7ilmi\u015f amino asitlerden olu\u015fan bir dizi yap\u0131yor ve sonra bunu AlphaFold veya RoseTTAFold gibi bir ara\u00e7la iyile\u015ftiriyor, b\u00f6ylece sinir a\u011f\u0131n\u0131n belirli bir yap\u0131ya katlanabilece\u011fini d\u00fc\u015f\u00fcnd\u00fc\u011f\u00fc bir \u015feye d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcyor. Ba\u015fka bir y\u00f6ntem, inpainting diye isimlendiriliyor, proteinin belli bir b\u00f6l\u00fcm\u00fcn\u00fc se\u00e7iyor ve RoseTTAFold ile proteinin kalan k\u0131sm\u0131n\u0131 bu b\u00f6l\u00fcme uygun \u015fekilde tamaml\u0131yor.
\nBu ara\u00e7lar \u00e7ok iyi \u00e7al\u0131\u015fm\u0131yor. Deneylerde, hal\u00fcsinasyon y\u00f6ntemleriyle \u00fcretilen proteinlerin, laboratuvarda ger\u00e7ek proteinlere d\u00f6n\u00fc\u015fmediklerini ve bir deney t\u00fcp\u00fcn\u00fcn dibine \u00e7\u00f6kt\u00fcklerini g\u00f6r\u00fcyoruz. Hal\u00fcsinasyon y\u00f6ntemleri sadece k\u00fc\u00e7\u00fck proteinler yapabiliyor. Inpainting de proteinin belli bir b\u00f6l\u00fcm\u00fcn\u00fc verince proteinin tamam\u0131n\u0131 yapam\u0131yor. Bu y\u00f6ntem teoride bir protein yap\u0131s\u0131 bulsa bile, ba\u015far\u0131l\u0131 olmak i\u00e7in farkl\u0131 \u00e7\u00f6z\u00fcmler sunam\u0131yor.
\nBu noktada RFdiffusion ve son aylarda geli\u015ftirilen benzer protein tasar\u0131m AI\u2019lar\u0131 etkili oluyor. Bunlar, Stable Diffusion, DALL-E ve Midjourney gibi ger\u00e7ek\u00e7i g\u00f6r\u00fcnt\u00fcler sentezleyen sinir a\u011flar\u0131n\u0131n temel ald\u0131\u011f\u0131 ilkelerle uyumlu \u00e7al\u0131\u015f\u0131yor. Bu \u2018dif\u00fczyon\u2019 a\u011flar\u0131, g\u00f6r\u00fcnt\u00fcler veya protein yap\u0131lar\u0131 gibi veriler ile e\u011fitiliyor, bu verileri kademeli olarak daha g\u00fcr\u00fclt\u00fcl\u00fc hale getirerek ba\u015flang\u0131\u00e7taki g\u00f6r\u00fcnt\u00fc veya yap\u0131dan farkl\u0131la\u015ft\u0131r\u0131yor. A\u011f daha sonra verileri \u2018g\u00fcr\u00fclt\u00fcden ay\u0131klama\u2019 i\u015flevini i\u015flemi ters y\u00f6nde uygulayarak \u00f6\u011freniyor.
\nRFdiffusion gibi a\u011flar, Protein Veri Bankas\u0131 (PDB) adl\u0131 bir veri taban\u0131nda bulunan on binlerce ger\u00e7ek protein yap\u0131s\u0131 ile \u00f6\u011frenir. A\u011f yeni bir protein yapmak istedi\u011finde, rastgele amino asitler olu\u015fmu\u015f tamamen bulan\u0131k bir g\u00fcr\u00fclt\u00fcden ba\u015flar. \u201cBu g\u00fcr\u00fclt\u00fcy\u00fc yapan proteinin ne oldu\u011funu bulmaya \u00e7al\u0131\u015f\u0131yorsun.\u201d diye anlat\u0131yor Watson. G\u00fcr\u00fclt\u00fcden ay\u0131klama i\u015flemlerinden sonra, ger\u00e7ek – ama yeni – bir proteine benzer bir \u015fey elde eder.
\nBaker\u2019\u0131n ekibi RFdiffusion\u2019u proteinin uzunlu\u011fu d\u0131\u015f\u0131nda ba\u015fka bir parametre belirtmeden test etti\u011finde, a\u011f \u00e7e\u015fitli, ger\u00e7ek\u00e7i g\u00f6r\u00fcnen proteinler sentezledi, bunlar PDB\u2019de e\u011fitildi\u011fi hi\u00e7bir konformasyona benzemiyordu.
\nAncak ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar, ko\u015fulland\u0131rma ad\u0131 verilen bir s\u00fcre\u00e7 olan denoising i\u015flemi s\u0131ras\u0131nda program\u0131 belirli tasar\u0131m k\u0131s\u0131tlamalar\u0131na g\u00f6re protein \u00fcretmeye y\u00f6nlendirebiliyorlar.
\n\u00d6rne\u011fin, Baker\u2019\u0131n ekibi RFdiffusion\u2019u belirli bir katlanma konformasyonunu i\u00e7eren veya ba\u015fka bir molek\u00fcl\u00fcn y\u00fczeyine adapte olabilen proteinler sentezleyecek \u015fekilde k\u0131s\u0131tlad\u0131 (bu etkile\u015fim ba\u011flanma s\u00fcrecini temel al\u0131r). Grigoryan\u2019\u0131n ekibi ise Chroma adl\u0131 bir dif\u00fczyon a\u011f\u0131 geli\u015ftirdi ve bunu \u0130ngilizce\u2019de kullan\u0131lan 26 b\u00fcy\u00fck harfin ve Arap rakamlar\u0131n\u0131n geometrilerine benzeyen proteinler sentezleyecek \u015fekilde k\u0131s\u0131tlad\u0131.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Evrimin 3 milyar y\u0131l\u0131 a\u015fk\u0131n s\u00fcrede hi\u00e7 \u00fcretmedi\u011fi bir proteini tasarlamak \u00fczere olan Seattle\u2019daki Washington \u00dcniversitesi\u2019nden (UW) hesaplamal\u0131 kimyager David Juergens, \u201cTamam. Ba\u015fl\u0131yoruz.\u201d diyor. Juergens bir video g\u00f6r\u00fc\u015fmesinde, geli\u015ftirilmesine yard\u0131mc\u0131 oldu\u011fu, RFdiffusion adl\u0131 bir yapay zeka (AI) arac\u0131n\u0131n bulut tabanl\u0131 bir s\u00fcr\u00fcm\u00fcn\u00fc tan\u0131tt\u0131. Bu ve bunun gibi sinir a\u011flar\u0131, \u00f6zel proteinlerin yarat\u0131lmas\u0131n\u0131 -yak\u0131n zamana kadar […]<\/p>\n","protected":false},"author":761,"featured_media":59202,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[19,21],"tags":[200,1171,400],"class_list":["post-59201","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bilim-gundemi","category-biyoloji","tag-evrim","tag-protein","tag-yapay-zeka"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/59201","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/761"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=59201"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/59201\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/59202"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=59201"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=59201"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=59201"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}