Tóm tắt nhanh
- Apple giới thiệu SimpleDesign, mô hình AI xử lý đồng thời chuỗi axit amin và cấu trúc 3D của protein.
- Mô hình bỏ qua bước mã hóa trung gian, học trực tiếp theo cách end-to-end.
- SimpleDesign được huấn luyện trên hơn 2 triệu cặp chuỗi và cấu trúc protein.
- Hệ thống có thể hỗ trợ cả dự đoán cấu trúc từ chuỗi lẫn thiết kế chuỗi theo cấu trúc định sẵn.
Nhóm nghiên cứu AI của Apple vừa giới thiệu SimpleDesign, mô hình đa phương thức được thiết kế để tạo ra chuỗi axit amin và cấu trúc không gian 3D của protein trong cùng một quy trình huấn luyện. Công trình này tiếp nối SimpleFold, nghiên cứu Apple công bố vào tháng 9 năm ngoái về dự đoán cấu trúc gập của protein.
Cách SimpleDesign học và giải hai chiều bài toán protein
Nhiều hệ thống thiết kế protein hiện nay chia quy trình thành nhiều giai đoạn: trước hết dùng autoencoder để nén dữ liệu cấu trúc thành các biểu diễn tiềm ẩn, sau đó mới huấn luyện mô hình tạo sinh trên phần dữ liệu đã nén. SimpleDesign bỏ qua bước trung gian này.
Thay vào đó, mô hình học trực tiếp từ cặp chuỗi axit amin và tọa độ không gian 3D. Kiến trúc Transformer đa phương thức xử lý từng loại dữ liệu nhưng vẫn duy trì cơ chế chú ý toàn cục giữa chuỗi và cấu trúc. Mục tiêu huấn luyện kết hợp cross-entropy cho dữ liệu chuỗi với hồi quy cho thông tin hình học.
Apple huấn luyện SimpleDesign trên hơn 2 triệu cặp chuỗi và cấu trúc protein, chủ yếu từ bộ dữ liệu AFESM kết hợp giữa cơ sở dữ liệu AlphaFold và các mẫu bổ sung. Trong lúc huấn luyện, nhóm nghiên cứu che ngẫu nhiên một phần axit amin bằng token ẩn, đồng thời thêm nhiễu vào cấu trúc 3D tương ứng.
Điều chỉnh mức độ xáo trộn ở hai phía cho phép mô hình xử lý cả folding, tức dự đoán cấu trúc từ chuỗi đã biết, và inverse folding, tức thiết kế chuỗi tương thích với một cấu trúc định sẵn. Theo kết quả thử nghiệm được nêu trong công trình, SimpleDesign đạt hiệu năng cạnh tranh trên các bài kiểm tra đồng thiết kế chuỗi và cấu trúc.
Giá trị thực tế của hướng tiếp cận này nằm ở việc rút gọn một quy trình vốn phức tạp thành một mô hình thống nhất. Đây vẫn là nghiên cứu nền tảng, chưa đồng nghĩa với việc các protein mới có thể lập tức được đưa vào phát triển thuốc, nhưng nó cho thấy AI đang được áp dụng sâu hơn vào khâu thiết kế trong sinh học tính toán.
THEO DÕI CÁC KÊNH CỦA TEKCAFE
- Website: TekCafe.vn
- Fanpage Facebook: facebook.com/tekcafeteam
- YouTube: youtube.com/c/TekCafeTeam
BÀI VIẾT MỚI NHẤT
- Canonical gỡ bộ cài Ubuntu 24.04.5 vì lỗi cài đặt mở rộng
- Bản cập nhật Windows 11 KB5124008 làm gián đoạn WSL và chia sẻ thư mục
- Apple Watch Series 12 vỏ gốm có thể tốn 599 USD khi sửa ngoài bảo hành
- VNPT triển khai eSIM Transfer, chuyển SIM sang iPhone mới trực tiếp trên iOS
- Sony ra mắt FE 8-14mm F3.5 Fisheye G cho máy ảnh ngàm E
