Deepmind-KI löst Versprechen ein: 3D-Struktur fast aller bekannter Proteine ermittelt
Das Problem der Proteinfaltung ist fast vollständig gelöst – das zeigt die riesige Datenbank der Deep-Learning-KI Alphafold. (Grafik: Shutterstock / ibreakstock)
Am 15. Juli 2021 war die KI des britischen Unternehmens Deepmind auch für kommerzielle Unternehmen freigegeben worden. Rund ein Jahr später hat Alphafold fast alle 3D-Strukturen des Protein-Universums erfasst. Damit lässt sich eine der wichtigsten Fragen der Molekularbiologie vergleichsweise mühelos beantworten: die nämlich, zu welcher Form sich die Kette eines Proteins ausbildet. Die 3D-Struktur eines Moleküls ist entscheidend für seine Funktionen. Wer sie kennt, kann zudem leichter herausfinden, ob und mit welchen Wirkstoffen sich das Protein beeinflussen lassen könnte.
Gigantische Datenbank gefüllt: 3D-Struktur fast jedes katalogisierten Proteins enthalten
Am 28. Juli 2022 gab Googles Schwesterunternehmen Deepmind nun bekannt, dass die KI die 3D-Strukturen von über 200 Millionen Proteinen entschlüsselt hat. „Im Wesentlichen kann man sich vorstellen, dass es das gesamte Proteinuniversum abdeckt“, wird Demis Hassabis, Gründer und CEO von Deepmind, in einem Bericht von Cnet zitiert.
Zum Vergleich: Beim Start von Alphafold in Open Source waren 350.000 3D-Proteine identifiziert. Laut Hassabis haben seitdem mehr als 500.000 Wissenschaftler:innen die bestehende Datenbank genutzt, um über 200 Millionen Strukturen anzuzeigen. „Und diese prädiktiven Strukturen haben Wissenschaftlern geholfen, brillante neue Entdeckungen zu machen“, heißt es vonseiten des Deepmind-CEOs. Demnach konnten unter anderem Enzymforscher:innen Alphafold dazu nutzen, um Lösungen zur Bekämpfung von Kunststoffabfällen zu entwickeln.
Deepmind-KI könnte die Forschungswelt grundlegend verändern
Dem Cnet-Bericht zufolge beabsichtigt Deepmind, sein Programm in Zukunft auch zur Erforschung von Heilmitteln für wenig untersuchte, aber allgegenwärtige Krankheiten wie die parasitäre Chagas-Krankheit und Leishmaniose einzusetzen.
Die Möglichkeiten, die Erkenntnisse der KI zu nutzen, scheinen fast unendlich – denn sie ersetzt den zeit- und vor allem kostenintensiven Prozess, Proteinstrukturen in komplizierten Laborexperimenten zu entschlüsseln. Die Kosten für die Lösung einer bislang unbekannten Struktur lagen wissenschaftlichen Einschätzungen zufolge bei rund 100.000 US-Dollar. Die KI von Deepmind stellt als Lösung des „Proteinfaltungsproblems“ einen Wendepunkt in der Forschung dar.
