بیاید یه سری بزنیم به دنیای عجیب و غریب پروتئین‌ها. موضوعی که امروز میخوام براتون تعریف کنم، در مورد اینه که چطور دانشمندا دارن از هوش مصنوعی و یه سری مدل‌های خیلی خفن مثل دفیوشن برای طراحی پروتئین‌های جدید استفاده می‌کنن.
✅ اول بگم، پروتئین‌ها وقتی با هم تعامل دارن (اصطلاحش میشه Protein-Protein Interactions یا همون PPIs)، معمولا به خاطر شکل سطحشون و چسبندگی شیمیایی‌شونه. یعنی اینکه سطحشون به خوبی و دقیق کنار هم قرار بگیره و بعضی قسمت‌هاش دوست دارن خشک بمونن (همون hydrophobic interactions)، بعضیاشون هم دوست دارن تو آب حل بشن!
حالا مشکل اینجاست که تا حالا خیلی سخت میشد پروتئین‌هایی ساخت که دقیقا برای یه گیرنده خاص (مثلاً یه پروتئین هدف توی بدن) سطح مناسب و ساختار واقعی داشته باشن. خیلی از روش‌های قبلی یا فقط به ساختار اهمیت میدادن یا فقط به سطح!
🔍 همینجاست که مدل PepBridge وارد میشه! این مدل مثل یه پلیس دوچرخه‌سوار خفنه که هم رو سطح کنترل داره، هم رو ساختار. یعنی هم می‌تونه سطح پروتئین رو جوری طراحی کنه که به هدفش بچسبه، هم ساختار کلی رو منطقی دربیاره.
PepBridge از یه چیز باحال به اسم “مدل دفیوشن بریج” (Denoising Diffusion Bridge Models یا به اختصار DDBM) استفاده می‌کنه. اگه نمی‌دونین Diffusion Model چیه، خلاصه بگم: اینا مدل‌هایی هستن تو هوش مصنوعی که مرحله به مرحله (مثلاً از نویز به تصویر باکیفیت) یه چیزی رو درست می‌کنن. اینجا هم دقیقا همین رو برای پروتئین، ولی با سطح سه‌بعدی‌ش انجام میده!
⭐️ پروسه PepBridge این شکلیه:
- اول سطح گیرنده رو به صورت یه ابر نقاط سه‌بعدی (این یعنی کلی نقطه که شکل سطح رو نشون میدن) وارد مدل می‌کنن.
- مدل دفیوشن نقطه‌به‌نقطه، این سطح رو به یه سطح مکمل تبدیل می‌کنه که قراره پروتئین جدید بشه.
- بعدش یه مدل دیگه هست که ساختار کلی (یعنی اسکلت پروتئین) رو از روی همین سطح پیش‌بینی می‌کنه.
- برای اینکه سطح و ساختار همیشه هماهنگ بمونن، از یه شبکه به اسم “Shape-Frame Matching Network” استفاده میشه (یعنی یه مدل هوشمند که چک می‌کنه شکل سطح و اسکلت اصلی متناسب هست یا نه).
این کل داستان باعث میشه:
- سطح مکمل بشه (یعنی خوب به پروتئین هدف بچسبه)
- پروتئین جدید پایدار و واقعی باشه
- از نظر شیمیایی هم شدنی و به درد بخور در بیاد!
نکته مهم اینه که برای اولین‌بار این مدل واقعاً تونسته تو چندین سناریو با پروتئین‌های جوراجور امتحان بشه و نتیجه‌ها شگفت‌انگیز بوده. یعنی پروتئین‌هایی ساختن که هم واقعی هستن، هم ساختار و سطحشون کاملاً باهم جور درمیاد.
خلاصه بخوام بگم: اگر قبلاً فقط میشد یا ساختار رو طراحی کرد یا سطح رو، حالا با PepBridge، هر دو رو باهم و به صورت ترکیبی می‌تونیم درست کنیم — یه انقلاب کوچیک تو طراحی پروتئین! 😉
منبع: +
