Foto: Københavns Universitet

Forskning

Kunstig intelligens-værktøj kan udpege mistænkelige eller særligt talentfulde proteiner

Ny forskning åbner op for bedre kontrol over vigtige biologiske processer som for eksempel at fragte medicin de rigtige steder hen i kroppen.

Forskerne Nikos Hatzakis Lektor ved Kemisk Institut og Nano-Science Center på Københavns Universitet har sammen med ph.d.-studerende Henrik Pinholt og lektor Wouter Boomsma fra Datalogisk Institut på Københavns Universitet skabt et kunstig intelligens-værktøj, som hurtigt og præcist kan lave et bevægelsesmæssigt fingeraftryk og udpege mistænkelige eller særligt talentfulde proteiner i vores kroppe alene ud fra deres bevægelser.

Hvad er problemet?

Når politiet skal udpege personer med mistænkelig adfærd, er der mange ting i spil. Det samme gælder, når biokemikere skal udpege proteiner, der opfører sig mistænkeligt i mikroskopet. Proteiners bevægelser kontrollerer ofte afgørende processer i vores kroppe og ved behandling af sygdomme. Det kan være proteiner, der bevæger sig langsommere, når de fremkalder kræft, proteiner, som er gode til at dræbe bakterier, eller proteiner, som transporterer lægemidler gennem vores tarmsystem. Men deres bevægelser er enormt svære at tolke på, og hidtil har man skulle sidde og observere hver enkelt bevægelse hos proteinet og derefter pløje gamle modeller og teorier igennem. Det er tidskrævende og giver risiko for fejl.

Hvad er jeres løsning?

Ved brug af kunstig intelligens kan vi nu automatisk udpege både ”slyngler” og ”vidunderbørn” blandt de molekyler, der styrter rundt i vores celler – alene ud fra deres bevægelsesmønster. Vores algoritme tracker bevægelserne og laver en karakteristik, som gør, at vi med stor nøjagtighed kan forudsige, hvad proteinet er godt eller slemt til. Vi kalder det et bevægelsesmæssigt fingeraftryk.

Hvordan virker algoritmen?

Ved brug af kunstig intelligens kan vi nu automatisk udpege både ”slyngler” og ”vidunderbørn” blandt de molekyler, der styrter rundt i vores celler – alene ud fra deres bevægelsesmønster. Vores algoritme tracker bevægelserne og laver en karakteristik, som gør, at vi med stor nøjagtighed kan forudsige, hvad proteinet er godt eller slemt til. Vi kalder det et bevægelsesmæssigt fingeraftryk.

Hvordan virker algoritmen?

Maskinlærings-algoritme bliver fodret med mikropskopi-billeder af proteinets bevægelser, som den automatisk klassificerer på baggrund af 17 forskellige egenskaber. For eksempel hvor hurtigt det bevæger sig, hvilke ”gangarter” det har, og hvorvidt det går i en specifik retning. Når algoritmen er trænet, kan den sammenligne proteinernes karakteristikker med hinanden og dermed forudsige deres adfærd med over 90 procent nøjagtighed. I princippet kan dette være starten til en stor database med bevægelsesmønstrene bag behandlinger af en bred vifte af sygdomme.

Hvorfor er det vigtigt?

Videnskaben har en stor interesse i at vide, om et protein arbejder effektivt, om det får kræft til at opstå, eller om såkaldte nanocarriers kan fragte medicin de rigtige steder hen i kroppen. Det kan vi nu forudsige på få sekunder. Hvis en virus trænger ind i din krop, er der flere veje den kan komme ind i cellerne ad. At identificere den indgang, der bliver brugt af forskellige vira, tager måneder med de metoder, man har haft hidtil. Vores håb er, at metoden kan bruges til hurtigt at finde den rette indgang og så blokere den, så virussen ikke kan slippe ind.

Forskningen er sket i samarbejde med lektor Wouter Boomsma fra Datalogisk Institut, som har hjulpet med at udvikle algoritmen bag metoden. Algoritmen er tilgængelig som open source-kode, der frit kan downloades af alle.


Læs også...

Det er absolut ikke let at få et ben inden for i spilindustrien, når man kommer fra udlandet og har taget en uddannelse i Danmark. De regler, som skal…

YouTube er ved at blive det mest populære valg til tv-streaming. Og har også fået fat i de ældre generationer.

I følge studie fra Microsoft er oversættere efterfulgt af historikere, de mest udsatte stillinger i forhold til AI. Webudviklere, forfattere, sælgere,…

En svag adgangskode var tilstrækkeligt til, at en ransomware-bande formåede at ødelægge en 158 år gammel virksomhed og gøre 700 mennesker…

Årets hyggeligste weekend står for døren. Og du kan komme med helt gratis og bruge tiden med andre IT-studerende. Dette års STUD-træf har temaet AI.…

Quiet cracking, hvor forholdet til arbejdspladsen har slået revner, men de ansatte alligevel møder ind dagligt, er en ny tendens som er ved at sprede…

Fra Open Source til hacking, Coding Pirates, frivillige mentorer i NGO'er, spilbranchen. Tech og IT af i dag handler i høj grad om at samarbejde, dele…

Journalist, privacy-forkæmper og IT-debattør Anders Kjærulf fik til opgave at beskrive blockchain i PROSAbladet. Han nåede frem til, at det ikke er…

Jacob Herbst er i dag et vaskeægte IT-sikkerhedskoryfæ, og han har i knap 30 år været med til at sætte retningen for cybersikkerhed. Her fortæller han…

Hos nonprofit-organisationen Hackyourfuture, HYF, oplever man et fald i forhold til at få webudviklere fra de seneste seks uddannelseshold i…