노벨 화학상은 AI를 사용하여 단백질을 설계하고 예측한 과학자에게 돌아갑니다.

이번 주에 두 번째로 인공지능이 노벨상의 핵심이 되었습니다.

영국에 본사를 둔 AI 연구 회사인 구글 딥마인드(Google DeepMind)의 데미스 하사비스(Demis Hassabis)와 존 점퍼(John Jumper)는 유전자 코드를 기반으로 단백질의 구조를 예측할 수 있는 알고리즘을 만든 공로로 올해 노벨 화학상의 절반을 수상했습니다.

그들은 계산 방법을 사용하여 다양한 응용 분야에 맞게 맞춤형 단백질을 설계한 다음 이를 만드는 방법을 역설계하는 것으로 알려진 미국 연구원인 David Baker와 상을 공유하고 있습니다.

수요일 스웨덴 왕립과학원이 올해 화학상을 발표한 것은 토론토 대학의 컴퓨터 과학자 제프리 힌튼(Geoffrey Hinton)과 프린스턴 대학의 물리학자 존 홉필드(John Hopfield)가 신경망 개발에 기여한 공로로 노벨 물리학상을 받은 지 하루 만에 나온 것입니다. – 기계 학습에 혁명을 일으킨 컴퓨터 알고리즘을 수정합니다.

1,100만 스웨덴 크로나(140만 달러) 상당의 상금을 공유하게 될 수요일 우승자는 생명의 분자 구성 요소를 탐색하고 조작하는 탐구에서 신경망 및 관련 AI 방법의 중요성이 커지고 있음을 반영합니다.

세 명의 수상자 모두 여전히 활발한 연구 경력을 쌓고 있습니다. 베이커 박사(62세)는 시애틀에 있는 워싱턴 대학의 단백질 디자인 연구소를 이끌고 있습니다. 구글 딥마인드(Google DeepMind)의 CEO인 허사비스 박사(Dr. Hassabis)와 그곳의 수석 연구원인 점퍼 박사(Dr. Jumper)는 각각 1976년과 1985년에 태어났다.

노벨화학위원회 위원인 요한 아크비스트(Johan Aqvist)는 그들의 개발이 “놀랍다”고 말하면서 “여기에서 할 수 있는 일의 한계를 정하는 것은 단지 당신의 상상력인 것 같습니다.”라고 말했습니다.

단백질은 거의 모든 생물학적 과정에서 역할을 하는 아미노산으로 구성된 복잡한 분자 구성 요소입니다. 이는 세포의 작동과 세포가 더 큰 유기체에서 의사소통하고 기능하도록 돕는 구조의 핵심입니다.

DNA 분자는 세포가 생존하는 데 필요한 모든 단백질을 만드는 지침을 담고 있지만, 유전적 서열을 기반으로 단백질의 3차원 구조를 예측하는 것은 악명 높을 정도로 복잡한 문제입니다.

2018년에 Hassabis 박사와 Jumper 박사는 AI를 사용하여 단백질 구조를 예측하는 AlphaFold라는 알고리즘을 선보였습니다. 원래는 전통 보드 게임인 바둑의 세계 최고 플레이어를 물리치기 위해 사용되었던 컴퓨터 코드를 기반으로 했습니다.

2020년에는 AlphaFold2라고 불리는 개선된 버전이 경쟁에서 1위를 차지하여 문제에 대한 다른 모든 접근 방식을 훨씬 능가했습니다. 그때쯤에는 이미 그런 수준에 이르렀다. 예측은 실제로 사용되었다 과학자들에게. 이제 수억 개의 단백질 구조를 예측하는 데 사용되었습니다.

이 연구는 연구자들이 유기체의 게놈을 읽고 그 단백질이 어떻게 형성되는지 이해할 수 있음을 의미합니다. 바이러스와 같은 유해한 병원체의 경우 해당 단백질에 결합하여 활동을 차단하는 분자를 설계할 수 있습니다.

Hassabis 박사는 AlphaFold가 단백질 모양을 예측하는 방법을 배울 수 있었던 것과 동일한 일반적인 접근 방식을 사용하여 과학 전반에 걸쳐 광범위한 문제를 해결할 수 있다고 말했습니다.

그는 지난해 The Globe and Mail과의 인터뷰에서 “인공지능에 대해 우리가 생각하는 방식은 모든 영역에 대해 잠재적으로 학습할 수 있는 일반적인 학습 시스템이라고 생각합니다.”라고 말했습니다.

동시에 Baker 박사는 의약품부터 환경 센서에 이르기까지 모든 분야의 특정 요구 사항을 충족하는 새로운 단백질 형태를 고안한 것으로 유명합니다. 2003년까지 그는 컴퓨터 프로그램의 성공을 입증했습니다. 그가 설계한 단백질을 합성하는 방법을 예측할 수 있었습니다.

그 이후 그는 이전에는 자연에 존재하지 않았으며 다음과 같은 일련의 유용한 기능을 수행할 수 있는 수많은 단백질을 만들었습니다. 코로나19 바이러스 변종 차단 또는 펜타닐의 존재 감지.

이 작업은 계속 발전하고 있으며 이제 AlphaFold의 발전과 건강 및 환경 모니터링 및 지속 가능성을 위한 애플리케이션과 관련된 노력에서 영감을 받아 AI를 알고리즘에 통합합니다.

“우리의 새로운 AI 방법은 훨씬 더 강력합니다.”라고 화학상 발표 중에 베이커 박사가 연락을 받았을 때 말했습니다. “저는 단백질 디자인이 세상을 더 나은 건강 공간으로 만들 수 있는 모든 방법에 대해 정말 기대하고 있습니다.”

작년에 허사비스 박사와 점퍼 박사 그들의 작업으로 캐나다 Gairdner International Award를 수상했습니다.. 그들은 캐나다 상을 받고 노벨상을 수상한 점점 더 많은 연구자들의 대열에 합류했습니다.

캐나다의 노벨 화학상 수상자로는 원자 및 분자 분광학 분야의 연구로 1971년 오타와 국립 연구 위원회의 과학자인 Gerhard Herzberg가 있습니다. 15년 후, 토론토 대학교 명예교수인 존 폴라니(John Polanyi)가 화학 동역학과 관련된 발견으로 상을 받았습니다. 그러다가 1993년 브리티시 컬럼비아 대학의 생화학자인 마이클 스미스(Michael Smith)가 DNA 돌연변이와 관련된 연구로 우승했습니다.

수요일 발표로 올해 과학 노벨상 3개가 마무리되었습니다.

월요일, 미국 연구자인 빅터 앰브로스(Victor Ambros)와 게리 루브쿤(Gary Ruvkun)은 유전자 조절에 중요한 작은 분자인 마이크로RNA(microRNA)를 발견한 공로로 노벨 의학 또는 생리학상을 수상했습니다.

올해 노벨문학상 발표는 목요일, 노벨평화상 수상자는 금요일 발표될 예정이다. 경제학 부문 최종상은 10월 14일 월요일에 발표될 예정이다.