Học máy tạo ra protein mới bằng cách dịch protein thành… các bản nhạc

Dân trí Protein là khối xây dựng của sự sống và các nhà khoa học từ lâu đã nghiên cứu cách để có thể cải thiện protein và thiết kế các protein hoàn toàn mới thực hiện các chức năng và quy trình mới.

Học máy tạo ra protein mới bằng cách dịch protein thành… các bản nhạc - 1

Thông thường các protein mới được tạo ra bằng cách bắt chước các protein hiện có hoặc chỉnh sửa thủ công các axit amin tạo nên protein. Tuy nhiên, quá trình này tốn nhiều thời gian và rất khó để dự đoán tác động của việc thay đổi bất kỳ thành phần axit amin nào của một loại protein nhất định.

Mới đây, các nhà nghiên cứu ở Mỹ và Đài Loan đã khám phá cách tạo ra protein mới bằng cách sử dụng học máy (machine learning) để dịch cấu trúc protein thành các… bản nhạc, trình bày một cách khác thường để dịch các khái niệm vật lý qua các lĩnh vực khác nhau.

Trong số 20 axit amin tạo nên protein có tần số rung động duy nhất. Do đó, cấu trúc hóa học của toàn bộ protein có thể được ánh xạ với cách biểu diễn âm thanh, sử dụng các khái niệm đã biết từ lý thuyết âm nhạc như nốt, giai điệu, hợp âm và nhịp điệu. Các âm thanh cụ thể được tạo ra, được xác định theo cách protein gấp, có thể được sử dụng để đào tạo mạng lưới thần kinh học tập sâu.

Các mạng này học cách hiểu các protein gấp khúc ngôn ngữ phức tạp ở nhiều quy mô thời gian, Markus J. Buehler, từ Viện Công nghệ Massachusetts cho biết.

Một khi máy tính đã được cấp một hạt giống của chuỗi, nó có thể ngoại suy và thiết kế các protein hoàn toàn mới bằng cách ứng biến từ ý tưởng ban đầu.

Nhóm nghiên cứu đã so sánh các protein mới với một cơ sở dữ liệu lớn và thông tin về tất cả các protein đã biết, sử dụng cân bằng đặc tính động lực học phân tử bằng cách sử dụng phân tích chế độ bình thường. Thông qua các bước này, các nhà nghiên cứu đã chứng minh phương pháp mới có thể thiết kế các protein mà thiên nhiên chưa tạo ra. Các protein mới dường như ổn định.

Buehler cho biết, điều này mở đường cho việc chế tạo các vật liệu sinh học hoàn toàn mới. Có thể bạn tìm thấy một loại enzyme trong tự nhiên và muốn cải thiện cách thức nó xúc tác hoặc đưa ra các biến thể mới của protein.

Bằng cách điều chỉnh nhiệt độ, số lượng biến thể mà thuật toán tạo ra có thể tăng lên. Các đột biến mới có thể được đo lường để xem loại nào hiệu quả nhất như enzyme chẳng hạn.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra “âm nhạc protein” cũng có thể giúp tạo ra các kỹ thuật sáng tác mới trong âm nhạc cổ điển bằng cách chiếu sáng các nhịp điệu và âm điệu của protein, một phương pháp mà Buehler gọi là materiomusic.

Buehler nhấn mạnh trong quá trình phát triển của protein qua hàng ngàn năm, thiên nhiên cũng cho chúng ta những ý tưởng mới về cách kết hợp và hợp nhất âm thanh.

Trang Phạm

Theo Scitech Daily

Tag : protein
MỚI NHẤT
Phát hiện dấu hiệu bất thường khi nhiễm coronavirus
Phát hiện dấu hiệu bất thường khi nhiễm coronavirus

(Dân trí) - Các nhà khoa học đến từ Hiệp hội Tai mũi họng Anh (ENT UK) vừa tiết lộ, mất sự nhận biết mùi hoàn toàn hoặc một phần (anosmia), có thể là một triệu chứng nhiễm coronavirus chủng mới

Chủ nhật, 22/03/2020 - 10:58

Mua sắm hoảng loạn thời Covid-19, vì sao và làm thế nào để tránh khỏi?
Mua sắm hoảng loạn thời Covid-19, vì sao và làm thế nào để tránh khỏi?

(Dân trí) - Đầu tiên là khẩu trang, rồi đến đồ ăn, thậm chí cả giấy vệ sinh ở nhiều nơi cũng khó tìm mua được, vì mọi người tích trữ đề phòng trường hợp xấu nhất xảy ra.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 08:52

Vùng nước ngọt khổng lồ được phát hiện sâu dưới đáy biển
Vùng nước ngọt khổng lồ được phát hiện sâu dưới đáy biển

(Dân trí) - Một khu bảo tồn nước ngọt hiếm hoi đã được phát hiện ngoài khơi bờ biển phía Nam của New Zealand, đây là nơi có thể giúp chống lại hạn hán cũng như giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 08:39

Đàn voi uống rượu say đến… bất tỉnh
Đàn voi uống rượu say đến… bất tỉnh

(Dân trí) - Trong một khu vườn ở tỉnh Vân Nam, Trung Quốc, những con voi trong đàn voi đã lén uống hết thùng rượu ngô của người dân. Kết quả là chúng say mèm đến mức nằm lăn cả ra cả vườn trà.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 08:32

Virus corona “sống được” bao lâu trong không khí và trên các bề mặt?
Virus corona “sống được” bao lâu trong không khí và trên các bề mặt?

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu khả năng sống sót của virus corona trên các bề mặt khác nhau và trong không khí, và kết luận không lấy gì làm đáng mừng lắm.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 10:33

Chế độ ăn giàu đường có thể gây tử vong sớm
Chế độ ăn giàu đường có thể gây tử vong sớm

(Dân trí) - Chế độ ăn giàu đường có ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe, không phụ thuộc vào tình trạng béo phì hay mất nước, và có thể gây tử vong sớm.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 06:04

Các nhà địa chất tìm thấy một mảnh vỡ lục địa cổ chứa đầy kim cương
Các nhà địa chất tìm thấy một mảnh vỡ lục địa cổ chứa đầy kim cương

(Dân trí) - Các mẫu đá nạm kim cương đã được tìm thấy trên một hòn đảo ở Canada, một mảnh trong phần vỏ lục địa cổ của Trái đất.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 05:59

Giun ký sinh trong hải sản sống đã tăng hơn 280 lần so với trước đây
Giun ký sinh trong hải sản sống đã tăng hơn 280 lần so với trước đây

(Dân trí) - Kể từ những năm 1970, một loại giun ký sinh lây nhiễm cho cá, mực, cá voi, cá heo và đôi khi ngay cả con người đã tăng trên toàn cầu gấp 283 lần.

Chủ nhật, 22/03/2020 - 05:55

Chỉ cần mở nắp chai nhựa cũng có thể gây ô nhiễm môi trường?
Chỉ cần mở nắp chai nhựa cũng có thể gây ô nhiễm môi trường?

(Dân trí) - Theo một nghiên cứu mới, chỉ cần mở nắp chai nhựa ra đã giải phóng bụi của các hạt nhựa nhỏ.

Thứ bảy, 21/03/2020 - 09:08

Tìm thấy hoá thạch tổ tiên của chim hiện đại lâu đời nhất thế giới
Tìm thấy hoá thạch tổ tiên của chim hiện đại lâu đời nhất thế giới

(Dân trí) - Hoá thạch được xác định có kích thước tương đương một con vịt rất nhỏ, bằng cách nào đó đã sống sót cùng với… khủng long theo dọc bờ biển châu Âu thời tiền sử.

Thứ bảy, 21/03/2020 - 07:44

Thuốc điều trị HIV không hiệu quả với COVID-19?
Thuốc điều trị HIV không hiệu quả với COVID-19?

(Dân trí) - Một nhóm các bác sĩ và nhà nghiên cứu ở Trung Quốc đã phát hiện ra rằng các loại thuốc có hiệu quả trong điều trị bệnh nhân nhiễm HIV lại không hiệu quả đối với COVID-19.

Thứ bảy, 21/03/2020 - 07:41

Ma cà rồng dơi chia sẻ với nhau lượng máu hút được để thiết lập mối quan hệ
Ma cà rồng dơi chia sẻ với nhau lượng máu hút được để thiết lập mối quan hệ

(Dân trí) - Một nghiên cứu mới cho biết, dơi ma cà rồng thiết lập mối quan hệ bạn bè bằng cách chia sẻ máu hồi sinh với hàng xóm của chúng trong một "nụ hôn kinh hoàng theo phong cách của người Pháp.

Thứ bảy, 21/03/2020 - 06:04

ĐÁNG QUAN TÂM
Virus corona: thuốc ibuprofen có an toàn không?
Virus corona: thuốc ibuprofen có an toàn không?

(Dân trí) - Covid-19 sẽ nặng thêm nếu người bệnh dùng thuốc chống viêm ibuprofen – đầu tiên đây được cho là tin giả, sau đó Tổ chức Y tế thế giới khuyên mọi người không dùng ibuprofen nếu đã nhiễm virus corona.

Thứ sáu, 20/03/2020 - 09:51

Khám phá ra bản chất của coronavirus chủng mới
Khám phá ra bản chất của coronavirus chủng mới

(Dân trí) - Chuyên gia Viện Nghiên cứu Scripps (Hoa Kỳ) Kristian Andersen, cũng như một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, đã đi đến kết luận rằng coronavirus SARS-CoV-2 phát sinh do sự tiến hóa tự nhiên.

Thứ sáu, 20/03/2020 - 09:43

Mùi hương thay đổi cách xử lý ký ức trong não
Mùi hương thay đổi cách xử lý ký ức trong não

(Dân trí) - Bạn đã bao giờ nhận được một mùi hương đưa bạn trở về thời thơ ấu? Hoặc có thể một mùi hương gợi cho bạn về một mối tình trong quá khứ?

Thứ sáu, 20/03/2020 - 11:41

Các nhà khoa học nói về việc lây nhiễm coronavirus khi chưa có triệu chứng
Các nhà khoa học nói về việc lây nhiễm coronavirus khi chưa có triệu chứng

(Dân trí) - Một tỷ lệ đáng kể các trường hợp lây nhiễm coronavirus xảy ra ngay cả trước khi xuất hiện các triệu chứng đầu tiên ở người mang mầm bệnh.

Thứ sáu, 20/03/2020 - 07:06

Lối vào cung điện Hồi giáo Medina Azahara thế kỷ thứ 10
Lối vào cung điện Hồi giáo Medina Azahara thế kỷ thứ 10

(Dân trí) - Cánh cổng bị mất của thành phố Hồi giáo huyền thoại Medina Azahara thế kỷ thứ 10 sau vụ hỏa hoạn trong cuộc nội chiến năm 1010 đã được khai quật ở miền nam Tây Ban Nha.

Thứ sáu, 20/03/2020 - 06:56

Phát hiện 2 loài cá mập mới ở Ấn Độ Dương
Phát hiện 2 loài cá mập mới ở Ấn Độ Dương

(Dân trí) - Một nhóm các nhà khoa học biển quốc tế vừa tuyên bố đã phát hiện ra hai loài cá mập sáu mang mới ở khu vực vùng biển Ấn Độ Dương.

Thứ sáu, 20/03/2020 - 06:52

Công nghệ mới giúp xét nghiệm cực nhanh với coronavirus
Công nghệ mới giúp xét nghiệm cực nhanh với coronavirus

(Dân trí) - Các nhà khoa học tại Đại học Oxford (Mỹ) vừa cho biết đang phát triển một công nghệ mà theo họ có thể tăng tốc đáng kể việc xét nghiệm COVID-19.

Thứ sáu, 20/03/2020 - 06:49

Virus corona: Vì sao mọi người nên đứng cách xa nhau? Xa bao nhiêu là đủ?
Virus corona: Vì sao mọi người nên đứng cách xa nhau? Xa bao nhiêu là đủ?

(Dân trí) - Để hạn chế lây lan virus corona, nhiều cơ quan y tế ở các nước khuyến cáo người dân đứng cách xa người khác ở khoảng cách 1,5 mét, 1,8 mét, thậm chí là 2 mét.

Thứ năm, 19/03/2020 - 10:00

Virus corona có nhiễm vào thức ăn không?
Virus corona có nhiễm vào thức ăn không?

(Dân trí) - Uống nhiều nước, uống nước chanh nóng, súc họng bằng nước ấm có muối và dấm có diệt được virus không?

Thứ năm, 19/03/2020 - 03:45

COVID-19 thường nhẹ đối với trẻ em?
COVID-19 thường nhẹ đối với trẻ em?

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu đã phân tích trường hợp của 731 trẻ em ở Trung Quốc với các trường hợp được xác nhận xét nghiệm trong phòng thí nghiệm về coronavirus và 1.412 trẻ nghi ngờ mắc COVID-19.

Thứ năm, 19/03/2020 - 03:32

Nhà dịch tễ học nói về kịch bản diễn biến xấu nhất của Covid-19
Nhà dịch tễ học nói về kịch bản diễn biến xấu nhất của Covid-19

(Dân trí) - Chuyên gia về bệnh truyền nhiễm và dịch tễ học nổi tiếng của Nhật Bản Sato Akihiro đã giải thích vì sao việc coronavirus biến thành căn bệnh theo mùa lại là kịch bản xấu nhất.

Thứ năm, 19/03/2020 - 08:48

Tìm ra phương thức hiệu quả để trừ diệt tế bào ung thư?
Tìm ra phương thức hiệu quả để trừ diệt tế bào ung thư?

(Dân trí) - Các nhà khoa học Hàn Quốc đã tìm ra thêm một phương thức khác để đấu tranh chống lại các tế bào ung thư. Các chuyên gia đề xuất sử dụng hỗn hợp các hạt tích điện có thể phá hủy hệ thống tế bào bệnh.

Thứ năm, 19/03/2020 - 08:36