MIT anuncia criação de novas proteínas artificiais usando inteligência artificial
O Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveu novas proteínas artificiais utilizando a inteligência artificial (IA) para criar moléculas além daquelas encontradas na natureza. Os pesquisadores adaptaram algoritmos de aprendizado de máquina para produzir proteínas com características estruturais específicas, que poderiam ser utilizadas para produzir materiais com propriedades mecânicas distintas, como rigidez ou elasticidade. Esses novos materiais biologicamente inspirados poderiam substituir produtos feitos a partir do petróleo ou cerâmica, reduzindo significativamente sua pegada de carbono.
A equipe responsável pelo estudo é composta por pesquisadores do MIT, MIT-IBM Watson AI Lab e Universidade Tufts. Eles adaptaram um modelo generativo de aprendizado de máquina utilizado em sistemas de precisão sobre linguagem natural como o DALL-E 2, para prever sequências de aminoácidos que alcançam objetivos estruturais específicos e produzem proteínas novas e realistas.
“Esta inovação proporciona controle refinado sobre a forma como as proteínas são construídas e leva à possibilidade de criar revestimentos inspirados em proteínas para alimentos que ajudem a conservá-los por mais tempo”, disse Markus Buehler, professor titular da Cátedra McAfee no MIT e professor dos departamentos de Engenharia Civil/Ambiental e Mecânica.
Os modelos criados pela equipe conseguem gerar milhões de sequências em poucos dias, acelerando o tempo de pesquisa e proporcionando novas ideias para exploração. Essa metodologia pode criar novos materiais reutilizáveis, biodegradáveis e seguros para uso humano em processos de manufatura.
Os cientistas usaram dois modelos de aprendizado de máquina: o primeiro é baseado nas propriedades estruturais gerais da proteína, enquanto o segundo funciona no nível do aminoácido. Ambos operam por meio da combinação dessas estruturas de aminoácidos para gerar proteínas que satisfaçam as metas determinadas pela equipe.
Para superar esse obstáculo, a equipe utilizou modelos baseados em difusão com atenção (attention-based diffusion models), que podem aprender relacionamentos de longo alcance. Esse processo é fundamental para desenvolver proteínas, já que uma mutação em uma longa sequência pode definir todo o design das mesmas.
A equipe tem planos futuros de validar as novas proteínas criadas através do experimento e continuar refinando os modelos para criar sequências ainda mais precisamente controláveis, aumentando as opções na aplicação biotecnológica dessas proteínas. O objetivo final é desenvolver soluções inovadoras que ajudem a resolver os grandes problemas sociais enfrentados pela sociedade hoje em dia e contribuir para um futuro mais sustentável.
Notícia | Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) cria novas proteínas artificiais com inteligência artificial (IA) |
---|---|
Objetivo | Produzir materiais com determinadas propriedades mecânicas, substituindo produtos feitos a partir do petróleo ou cerâmica e reduzindo sua pegada de carbono |
Como foi feito | Adaptação de modelo generativo de aprendizado de máquina para prever sequências de aminoácidos que produzem proteínas novas e realistas |
Resultados | Criação de proteínas inéditas e projetos únicos, acelerando o tempo de pesquisa e proporcionando novas ideias para exploração |
Interesse da indústria alimentícia | Adaptação dos métodos para criar revestimentos inspirados em proteínas para alimentos orgânicos frescos |
Planos futuros | Validação das novas proteínas criadas e refinamento dos modelos para criar sequências ainda mais precisamente controláveis |
Com informações do site MIT News.