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Was jahrzehntelang als unlösbares Problem der Biochemie galt, hat DeepMind mit AlphaFold geknackt: Die präzise Vorhersage der dreidimensionalen Proteinstruktur allein aus der Aminosäuresequenz. Diese bahnbrechende KI-Innovation beschleunigt die medizinische Forschung weltweit und eröffnet völlig neue Wege in der Arzneimittelentwicklung. Doch ausgerechnet die Perfektion der AlphaFold-Strukturen birgt ein unerwartetes Problem für die nächste Generation der KI-Forschung.
Der Durchbruch in der Strukturbiologie
AlphaFold, das von DeepMind – einer Tochtergesellschaft von Google – entwickelte KI-System, hat eines der fundamentalsten Probleme der Biowissenschaften gelöst. Während Forscher früher Jahre benötigten, um experimentell die dreidimensionale Struktur eines einzelnen Proteins zu bestimmen, kann AlphaFold diese komplexe räumliche Anordnung nun allein aus der linearen Aminosäuresequenz vorhersagen. Diese Fähigkeit ist von enormer Bedeutung, da die exakte 3D-Struktur eines Proteins entscheidend für dessen biologische Funktion im Körper ist.
Das System basiert auf hochentwickelten neuronalen Netzen, insbesondere Transformer-Architekturen, die ursprünglich für die Sprachverarbeitung entwickelt wurden. AlphaFold analysiert nicht nur die Aminosäuresequenz selbst, sondern bezieht auch evolutionäre Informationen durch multiple Sequenz-Alignments ein. Aus diesen Daten leitet das System die räumlichen Beziehungen und Winkel zwischen den einzelnen Aminosäur…