Google DeepMind, yapay zekâ (AI) tarafından tasarlanan proteinlerin kaynağını belirlemeye yarayan bir filigran teknolojisini açıkladı. Yöntem, proteinlerin amino asit dizilerine ve üç boyutlu yapılarına sinyal ekleyerek laboratuvarda sentezlenen gerçek proteinlerde de AI tasarımı yapılıp yapılmadığını kontrol etmeyi amaçlıyor.
Google DeepMind araştırmacıları, 30 Eylül'de Nature dergisinde yayımlanan makalede ‘SynthID Bio’yu tanıttı. Google DeepMind aynı gün yayımladığı resmi açıklamada, teknolojinin dijital modellerin yanı sıra laboratuvarda sentezlenen gerçek proteinlerde de tespit edilebilir sinyaller bırakmasını hedeflediğini belirtti.
SynthID Bio, protein verisinin biçimine göre iki farklı yöntemle çalışıyor. Dizilerde ProteinMPNN’nin amino asit seçme sürecine filigran sinyali ekleniyor ve işlevini koruma ihtimali bulunan adaylar arasından sinyalle uyumlu amino asitler önceliklendiriliyor.
Filigran sinyali, proteinin tamamındaki diziye istatistiksel olarak dağıtılıyor. Tespit sistemi, gizli bir anahtar kullanarak filigran adayı amino asitlerin tüm dizide ne sıklıkta görüldüğünü hesaplıyor ve kaynağın belirlenip belirlenemeyeceğini değerlendiriyor.
Üç boyutlu yapılarda ise AlphaFold 3’ün difüzyon modelinin bir bölümü ince ayarlanarak tahmin edilen atom koordinatlarına filigran ekleniyor. Google DeepMind, yapı tahmin doğruluğu korunurken filigran tespit performansının da sağlandığını açıkladı.
İşlevin korunup korunmadığı VEGF-A, SARS-CoV-2 spike proteininin reseptör bağlanma alanı ve PD-L1 üzerinde test edildi. Google DeepMind, filigran eklenen proteinlerin filigransız proteinlerle karşılaştırıldığında bağlanma başarısı, bağlanma afinitesi ve dizi çeşitliliği bakımından benzer sonuçlar verdiğini belirtti.
AI protein tasarım araçları, mevcut doğal protein veri tabanlarına düşük benzerlik gösteren yeni diziler üretebiliyor. Bu durum, DNA sentez şirketlerinin güvenliği yalnızca bilinen riskli dizilerle benzerliğe bakarak değerlendirmesinin zorlaşabileceği yönündeki endişeleri artırdı.
Google DeepMind, DNA sentez şirketlerinin tanımadığı protein dizilerini incelerken SynthID Bio’yu yardımcı bir sinyal olarak kullanabileceğini açıkladı. Teknoloji, Protein Data Bank, UniProt ve GenBank gibi biyolojik veri tabanlarına gönderilen sentezlenmiş proteinlerin kaynağını işaretlemek veya ek incelemeye alınacak örnekleri sınıflandırmak için de kullanılabilir.
Science Policy Consulting Principal’i Sarah Carter (Sarah Carter), “Biyolojik tasarımların kaynağını izlemek için önemli bir parça” dedi. Carter, bunun “DNA sentez şirketlerinin söz konusu modeli kullanan müşterilerin dizilerini daha verimli incelemesine yardımcı olabileceğini” söyledi. Bu değerlendirme, filigranın protein tasarım araçları ile sentez şirketleri arasındaki kaynak doğrulama sürecini destekleyebileceğine işaret ediyor.
Twist Bioscience Vice President, Policy and Biosecurity yöneticisi James Diggans (James Diggans), filigranın biyogüvenlik araçlarını güçlendirebileceğini ve ek inceleme gerektiren dizilere kaynak ayrılmasına yardımcı olabileceğini söyledi. Ancak bu açıklama, filigranın mevcut tarama sistemlerinin yerini alacağı anlamına gelmiyor.
SynthID Bio, proteinlerin güvenli veya zararsız olduğunu kanıtlayan bir teknoloji değil. Filigran yalnızca kaynağı belirlemeye yarayan bir sinyal niteliğinde ve gerçek risk değerlendirmesi için ayrıca biyolojik inceleme gerekiyor.
Kısa proteinlerde sinyalin yeterince birikmemesi nedeniyle tespit zorlaşabilir. Dizinin başka doğal proteinlerle birleştirilerek uzatılması filigranı seyreltme ihtimali taşıyor. İstatistiksel değerlendirme sürecinde yanlış pozitif ve yanlış negatif sonuçlar da ortaya çıkabilir.
Filigranın güvenliği, gizli anahtarların oluşturulması, dağıtılması ve saklanmasına ilişkin sisteme de bağlı. Anahtarın sızması, kaynak sahteciliğine veya tespit sisteminin bozulmasına yol açabilir.
Yöntemin ProteinMPNN’den farklı çalışan AI protein tasarım araçlarına hemen uygulanıp uygulanamayacağı açıklanmadı. Tedavi ürünleri, endüstriyel enzimler ve toksik proteinler gibi daha geniş protein alanlarında işlev koruma ve tespit performansının sürüp sürmediğinin de ek testlerle doğrulanması gerekiyor.
Google DeepMind, SynthID Bio’yu biyogüvenlik için tek başına yeterli bir çözüm değil, birden fazla savunma aracından biri olarak tanımladı. Şirket, kodu, tüp içi doğrulama verilerini ve araştırma amaçlı model ağırlıklarını yayımlayacağını açıkladı. Ancak gerçek kullanım kapsamı ve takvimi ayrıca paylaşılmadı.
Yorum 0