COVID-19 ortaya çıktığında bilim insanları, onlarca yıllık koronavirüs araştırmaları sayesinde virüsün temel proteinlerini biliyor ve aşıları rekor sürede tasarlayabiliyordu. Gelecek salgınlarda bu avantaj bulunmayabilir.
Bu hazırlığı güçlendirmek için NVIDIA; Google DeepMind ve European Molecular Biology Laboratory’s European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) dahil küresel araştırma kuruluşlarıyla işbirliği yaparak 2,800’den fazla virüsün protein komplekslerine ait tahmini 3D yapılarını AlphaFold Database üzerinden açık erişime sundu. Yapılar, Google DeepMind’ın protein katlanmasını tahmin eden AlphaFold2 modeli ve NVIDIA BioNeMo Inference Runtime kullanılarak oluşturuldu. Sistem, binlerce viral proteomdaki etkileşen protein gruplarını ölçekli biçimde tahmin etti.
NVIDIA ayrıca araştırmacıların protein dizisinden tahmini 3D yapıya ulaşmasını sağlayan, GPU hızlandırmalı BioNeMo Structure Prediction Pipeline’ı da yayımladı. Veritabanına eklenen protein etkileşimlerinin yaklaşık %30’u bilim için tamamen yeni; bu yapılar Protein Data Bank’ta daha önce belgelenmemiş.
Center for Global Development analizine göre dünyanın 2050’ye kadar COVID-19 kadar ağır bir salgınla karşılaşma olasılığı yaklaşık %50. Proje ortakları, gelecekte ortaya çıkabilecek ve mevcut bilgi birikiminin bulunmayacağı virüslere karşı bilgiyi önceden biriktirmeyi amaçlıyor.
Protein kompleksleri aşı ve ilaçların hedefleri olabilir. Geleneksel yapı belirleme yıllar sürebilirken AlphaFold2, NVIDIA GPU’larında dakikalar içinde tahmin yapabiliyor.
Neden önemli
Bu kaynak, salgın sırasında araştırmacıların sıfırdan başlamak yerine önceden oluşturulmuş bir protein haritasına başvurabilmesini hedefliyor. Özellikle aşı ve ilaç geliştiren ekipler açısından, etkileşen protein gruplarının birlikte görülmesi olası hedeflerin değerlendirilmesini hızlandırabilecek bir başlangıç zemini sunuyor. Yapıların yaklaşık üçte birinin Protein Data Bank’ta bulunmayan bilgilerden oluşması, çalışmanın yalnızca mevcut verileri derlemediğini, araştırma gündemine yeni inceleme alanları da açtığını gösteriyor. İş akışının açık yayımlanması ise farklı araştırmacıların protein dizilerinden tahmini yapılara ulaşmasına imkân vererek kaynağın kullanımını tek bir kuruma bağlı bırakmıyor; buna karşılık, bu tahminlerden hangilerinin aşı veya ilaç hedefi olarak doğrulanacağı sorusu açık kalıyor.