भविष्य नोकऱ्यांचे:अल्फा फोल्ड : भाकीत प्रथिन संरचनेचे! 

या   लेखामध्ये आपण ‘एआय’च्या आणखी एका उपयोजनेबद्दल माहिती करून घेऊया! मागील आठवड्यात डीप माईंड या गुगल संबंधीच्या कंपनीने प्रथिनांच्या त्रिमितीय  संरचनेविषयी अचूक भाकीत करणाऱ्या एआय आज्ञावलीचा घोषणा केली.  प्रथिन त्रिमितीय संरचना भाकीत हा संगणकीय जीवशास्त्रातील अनेक दशके प्रलंबित प्रश्न होता. 

ताज्या बातम्यांसाठी डाऊनलोड करा ई-सकाळचे ऍप

१९९४ पासून दर दोन वर्षांनी क्रिटिकल असेसमेंट ऑफ प्रोटीन स्ट्रक्चर प्रेडिक्शन (सीएएसपी) या स्पर्धेमध्ये जगभरातील संगणकीय जीवशास्त्रज्ञ आपापल्या आज्ञावली सादर करतात. या आज्ञावलीच्या माध्यमातून यापूर्वी माहिती नसलेल्या प्रथिनांची संरचनेविषयी भाकीत वर्तवतात. सर्वाधिक अचूकतेने या संरचनांचे भाकीत करणाऱ्या आज्ञावलीला सर्वोत्तम आज्ञावलीचा पुरस्कार दिला जातो. सीएएसपीच्या २०२०च्या स्पर्धेमध्ये डीप माईंडने मांडलेले अल्फा फोल्ड हे प्रथिन संरचनेचे भाकीत करणारे प्रारूप सर्वांत अचूक ठरले. या प्रारूपाने यापूर्वी अज्ञात प्रथिनांच्या संरचना अचूकपणे वर्तविण्यात मोठे यश प्राप्त केले. या अल्फा फोल्ड प्रारूप हे मज्जासदृश्य जालीय प्रारूपांचेच विशिष्ट स्वरूप आहे. आजच्या लेखात याविषयी थोडे विवेचन! 

देशभरातील इतर बातम्या वाचण्यासाठी येथे क्लिक करा

प्रथिने महत्त्वाचा घटक
आपल्यापैकी अनेकांना असा प्रश्न पडला असेल की, या प्रश्नाचे सर्वसामान्यांच्या आयुष्यात नेमके काय स्थान आहे? प्रथिने हा प्रत्येक जीवामधील एक महत्त्वाचा घटक आहे. आपल्या शरीरामध्ये रोग पसरविणाऱ्या जीव-जंतूंच्या जगण्यासाठी अत्यावश्यक प्रथिनांचे कार्य थांबविता आले तर त्याद्वारे त्या रोगांवरही औषधे बनविता येतात.  यामध्ये जीवशात्रज्ञ अथक मेहनत करून अशा जीवांमधील अत्यावश्यक प्रथिने प्रयोगाद्वारे ओळखण्याचे काम करतात.  मग या प्रथिनांची त्रिमितीय संरचना प्रयोगाद्वारे शोधली जाते.  ही प्रक्रिया अत्यंत वेळखाऊ आहे.  आपल्याला आज घडीला काही शे दशलक्ष प्रथिने माहीत आहेत आणि त्यातील काही शे हजार प्रथिनांची त्रिमितीय संरचना माहीत आहे.  आपल्याला ज्ञात असलेल्या सर्व प्रथिनांची त्रिमितीय संरचना माहीत करून घेणे निव्वळ अशक्यप्राय काम आहे! आणि यासाठी इथे ‘एआय’ची मदत घेतली जाते.  प्रथिने २० अमिनो आम्लांपासून बनलेली असतात - प्रत्येक प्रथिनांमध्ये साधारणतः काही शेकडा अमिनो आम्ल असतात. अशा प्रथिनांच्या अमिनो आम्ल क्रम आपल्याला जनुक क्रमावरून शोधून काढता येतो. लेव्हनस्टीन यांच्या अनुमानाप्रमाणे एका प्रथिन क्रमापासून  १०चा ३००व्या घाताएवढ्या त्रिमितीय संरचना शक्य असतात, पण निसर्गामध्ये प्रथिन निमिषात त्रिमितीय संरचनेमध्ये बांधली जातात. 

जगभरातील इतर बातम्या वाचण्यासाठी येथे क्लिक करा

कोरोनाच्या विषाणूचेही भाकीत!
अल्फा फोल्डने ज्ञात असलेल्या प्रथिनांच्या अमिनो आम्ल क्रम आणि त्रिमितीय संरचनेचा तालीम संचामध्ये वापर केला.   जीवशास्त्रातील उत्क्रांतीविषयीच्या माहितीचा उपयोग करून विशिष्ट महासदृश्य प्रारूप तयार करण्यात आले.  त्या प्रारूपांद्वारे प्रथिनांची त्रिमितीय संरचना अचूकपणे वर्तविण्यात आली.  या प्रारूपाने कोरोना व्हायरसमधील ORF ३a आणि ORF८ या महत्त्वाच्या प्रथिनाची त्रिमितीय संरचनेचे अचूक भाकीत वर्तविले आहे. हे प्रारूप काही हानिकारक रोगांशी निगडित औषध निर्मितीमध्ये महत्त्वाचे कार्य करेल असे अपेक्षित आहे. जीवशास्त्रातील काही मूलभूत संकल्पनांवर या प्रारूपाद्वारे नवीन प्रकाश पडेल असे वाटते.