AlphaFold یکی از هیجان‌انگیزترین نوآوری‌های علمی قرن است که توسط DeepMind گوگل توسعه یافته و در سال 2020 معرفی شد. این فناوری با استفاده از هوش مصنوعی، ساختار سه‌بعدی پروتئین‌ها را پیش‌بینی می‌کند و تأثیر چشمگیری بر زیست‌شناسی، کشف دارو و درک فرآیندهای سلولی داشته است. در گذشته، تعیین ساختار پروتئین‌ها فرآیندی پیچیده و زمان‌بر بود که شامل تولید مقادیر زیادی از پروتئین، تشکیل بلور و تصویربرداری با اشعه ایکس بود. این روش، معروف به کریستالوگرافی اشعه ایکس، ممکن بود سال‌ها زمان ببرد. اما اکنون، AlphaFold این کار را در عرض چند دقیقه و با هزینه‌ای بسیار کمتر انجام می‌دهد.   در سال 2020، AlphaFold در یک رقابت علمی به قدری موفق عمل کرد که برخی دانشمندان عملکرد آن را غیرواقعی دانستند. از آن زمان تاکنون، این فناوری به استانداردی در علم زیست‌شناسی ساختاری تبدیل شده است. پایگاه داده AlphaFold شامل حدود 250 میلیون ساختار پروتئینی است که توسط میلیون‌ها پژوهشگر از 190 کشور مورد استفاده قرار گرفته است.  

یکی از کاربردهای کلیدی AlphaFold در کشف دارو است. دانشمندان با استفاده از آن توانسته‌اند ساختارهای پروتئینی مرتبط با بیماری‌ها را شناسایی کنند و به طراحی داروهای جدید بپردازند. به عنوان مثال، در مطالعه‌ای که در مجله Science منتشر شد، AlphaFold برای پیش‌بینی ساختار گیرنده سروتونین، که نقش مهمی در کنترل خلق‌وخو دارد، به کار رفت. سپس، پژوهشگران با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، از میان 1.6 میلیارد مولکول، ترکیباتی را شناسایی کردند که به طور مؤثرتری نسبت به روش‌های سنتی به این گیرنده متصل می‌شوند. این یافته می‌تواند به توسعه داروهای جدید برای اختلالات روانی منجر شود.  
AlphaFold تاکنون در سه کشف مهم علمی نقش داشته است:  
1. تعیین ساختار مجتمع منافذ هسته‌ای: این یکی از بزرگ‌ترین ساختارهای سلولی است که در فرآیندهای مربوط به سرطان، پیری و بیماری‌های عصبی نقش دارد.  
2. کشف داروی جدید برای سرطان کبد: این دارو که روی پروتئین CDK20 اثر می‌گذارد، رشد سلول‌های سرطانی را در آزمایشگاه متوقف کرده است.  
3. طراحی "سرنگ مولکولی": این ابزار می‌تواند پروتئین‌های درمانی را مستقیماً به سلول‌های انسانی منتقل کند.  

علاوه بر این، شرکت‌هایی مانند AlphaProteo از ساختارهای پیش‌بینی‌شده توسط AlphaFold برای طراحی مولکول‌هایی استفاده می‌کنند که می‌توانند با پروتئین‌های خاصی تعامل داشته باشند. این رویکرد به توسعه داروهایی برای کووید-19، سرطان و بیماری‌های خودایمنی کمک کرده است.   یکی دیگر از پروژه‌های مرتبط با AlphaFold، AlphaMissense است که بر شناسایی جهش‌های ژنتیکی متمرکز است. این فناوری می‌تواند تغییرات پروتئینی ناشی از جهش‌ها را پیش‌بینی کند و تشخیص بیماری‌های نادر ژنتیکی را متحول سازد. با این حال، هنوز مشخص نیست که داروهای طراحی‌شده توسط AlphaFold در آزمایش‌های بالینی موفق خواهند بود یا خیر. ولی این فناوری پتانسیل آن را دارد که کشف دارو را متحول کند، اهداف دارویی ناشناخته را شناسایی کند و به کشف اسرار حیات مولکولی بپردازد. در واقع، به تازگی از آن برای حل ساختار پیوند بین اسپرم و تخمک در هنگام لقاح استفاده شده است.   ما اکنون در دوران "نسل سوم کشف دارو"، یعنی عصر هوش مصنوعی، قرار داریم؛ عصری که می‌تواند تحولات شگرفی در پزشکی و علوم زیستی ایجاد کند.

منبع خبر: theguardian