دانشمندان MIT عاری از Boltz-1 یک مدل هوش مصنوعی منبع باز است که می تواند به طور قابل توجهی تحقیقات پزشکی و توسعه دارو را تسریع کند.
Boltz-1 توسط یک تیم محقق برای یادگیری ماشین برای بهداشت در کلینیک MIT Jameel ساخته شده است ، Boltz-1 اولین مدل کاملاً منبع باز است که به آخرین عملکرد فناوری در سطح Alphafold3 می رسد ، که ساختارهای سه بعدی پروتئین و سایر مولکول های بیولوژیکی را از Google DeepMind پیش بینی می کند.
دانشجویان فارغ التحصیل MIT جرمی Wohlwend و Gabriele Corso ، عضو تحقیقات کلینیک MIT Jameel Saro Passaro ، و مهندسی برق و علوم کامپیوتر Regina Barzilay و سرپرست Tommi Jaakkola رئیس Boltz-1’s Developers Developers. Wohlwend و Corso این مدل را در رویداد ۵ دسامبر در مرکز Stata MIT ارائه دادند و گفتند که اهداف نهایی آن ارتقاء همکاری های جهانی ، تسریع در اکتشافات و ارائه یک بستر محکم برای پیشبرد مدل سازی زیست مولکولی است.
کورسو گفت: “ما امیدواریم که این یک نقطه شروع برای جامعه باشد.” دلیلی برای گفتن بولتز -۱ وجود دارد ، نه بولتز. این پایان این خط نیست. ما می خواهیم تا آنجا که می توانیم از جامعه کمک کنیم. “
پروتئین ها تقریباً در تمام فرآیندهای بیولوژیکی نقش مهمی دارند. شکل یک پروتئین از نزدیک با عملکرد مرتبط است ، بنابراین درک ساختار یک پروتئین برای طراحی داروهای جدید یا پروتئین های جدید برای مهندسی با عملکرد خاص بسیار مهم است. با این حال ، با توجه به فرآیند بسیار پیچیده ای که در آن یک زنجیره اسید آمینه طولانی پروتئین ساختار سه بعدی را تحمل می کند ، به درستی تخمین می زند که ساختار یک چالش بزرگ برای دهه ها برای چندین دهه است.
Deepmind Alphafold2 ، که برنده جایزه نوبل ۲۰۲۴ در شیمی جان جامپر ، از یادگیری ماشین برای پیش بینی سریع ساختارهای پروتئین سه بعدی ، که توسط دانشمندان بی توجه است ، استفاده می کند. این مدل منبع باز توسط تیم های تحقیقاتی دانشگاهی و تجاری در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته و تحولات بسیاری در توسعه دارو را ترغیب می کند.
Alphafold3 با اضافه کردن یک مدل AI تولیدی که به عنوان یک مدل انتشار شناخته می شود ، در پیشینیان خود بهبود می یابد که می تواند به میزان عدم اطمینان در برآورد ساختارهای پروتئین بسیار پیچیده بهتر بپردازد. با این حال ، بر خلاف Alphafold2 ، Alphafold3 دقیقاً منبع باز نیست و همچنین برای استفاده تجاری در دسترس نیست انتقاد از جامعه علمی و مسابقه جهانی یک نسخه تجاری از مدل ایجاد کنید.
محققان MIT برای کار خود در بولتز -۱ ، همان رویکرد شروع Alphafold3 را دنبال کردند ، اما پس از بررسی مدل انتشار اساسی ، آنها تحولات احتمالی را بررسی کردند. آنها بیشترین افزایش دقت مدل را با هم ترکیب کرده اند ، مانند الگوریتم های جدید که باعث افزایش کارایی راندمان تخمین می شوند.
آنها همراه با خود مدل ، آنها آشکارا تمام خطوط لوله را برای آموزش و تنظیم دقیق جوش دادند تا دانشمندان دیگر بتوانند روی بولتز -۱ بسازند.
وی گفت: “من به بقیه تیم بالینی جرمی ، گابریل ، سارو و جامل برای تحقق این نسخه افتخار می کنم. این پروژه همچنان با عزم غیرقابل تغییر به این مرحله کار کرده است. ایده های هیجان انگیز زیادی برای پیشرفت های بیشتر وجود دارد و ما مشتاقانه منتظر اشتراک در ماه های آینده هستیم.
Boltz-1 برای بهبود بولتز -۱ کار چهار ماهه و آزمایش های زیادی دریافت کرده است. یکی از بزرگترین چالش ها غلبه بر عدم اطمینان و ناهمگونی در پایگاه داده پروتئین ، مجموعه ای از کلیه ساختارهای زیست مولکولی بود که هزاران زیست شناسان در ۷۰ سال گذشته حل کرده اند.
او می گوید: “شبهای طولانی زیادی با این داده ها کشتی می گرفتند. بسیاری از آنها فقط نام دامنه خالص برای بدست آوردن دارند. هیچ میانبر وجود ندارد.”
سرانجام ، آزمایشات نشان می دهد که Boltz-1 در برآوردهای مختلف ساختار بیولوژیکی پیچیده ، به همان دقت Alphafold3 رسیده است.
سار می گوید: “آنچه جرمی ، گابریل و سارو موفق هستند قابل توجه نیست. کار دقیق و پشتکار این پروژه باعث شده است که تخمین ساختار زیست مولکولی برای یک جامعه گسترده تر در دسترس باشد.
محققان قصد دارند به بهبود عملکرد Boltz-1 ادامه دهند و زمان مورد نیاز برای پیش بینی را کاهش دهند. آنها همچنین از محققان دعوت می کنند تا Boltz-1 را امتحان کنند. انبار GitHub و ارتباط با سایر کاربران Boltz-1 مجرای سستبشر
ما هنوز فکر می کنیم سالهاست که برای توسعه این مدل ها کار می کند.
Mathai Mammen ، مدیر عامل و رئیس داروهای Parabilis ، Boltz-1 را به عنوان یک مدل “دستیابی به موفقیت” می نامد. “با بیان این پیشرفت به وضوح ، کلینیک MIT Jameel و همکاران برای دسترسی به آخرین ابزارهای زیست شناسی ساختاری ، یا او می گوید:” این تلاش نقطه عطف باعث ایجاد داروهای در حال تغییر می شود. با تشکر از تیم Boltz-1 برای حمل این جهش عمیق به جلو! “
“آزمایشگاه Boltz-1 من و کل جامعه من برای آزمایشگاه Boltz-1 و کل جامعه من بسیار ممکن خواهد بود ، جان” ما موجی از کشف را خواهیم دید که این وسیله نقلیه قدرتمند را دموکراتیک می کند. “ویسمن می افزاید: ماهیت منبع باز Boltz-1 منجر به طیف گسترده ای از برنامه های جدید خلاق خواهد شد.
این مطالعه همچنین توسط یک Expeditions بنیاد ملی علوم ایالات متحده Hibe پشتیبانی شد. کلینیک جامل ؛ کشف مردان پزشکی در برابر برنامه جدید و در حال توسعه (DOMANE) آژانس کاهش تهدید دفاعی دفاعی. و تحقیقات سرطان انگلیس و چالش های بزرگ سرطان که توسط موسسه ملی سرطان ایالات متحده تأمین می شود.