Ciao a tutti e benvenuti a ff, futuro fortissimo, dove io, Michele Merelli, faccio una sintesi settimanale delle cose più belle, interessanti, fortissime che ho trovato sull’internet.
🧫 Oggi parleremo principalmente di biologia:
come usiamo l’Intelligenza Artificiale per predire la struttura delle proteine o del prossimo farmaco innovativo.
Mammut da resuscitare e settimana enigmistica.
🧬 ff.4.1 La struttura delle proteine
Circa un anno fa, DeepMind ha dimostrato di poter trovare la struttura delle proteine nel giro di ore. Era da 50 anni che si cercava di capire come farlo.
Perché è rivoluzionario: fino a due anni fa, la struttura delle proteine era ottenuta con esperimenti lunghi e costosi ed era nota solo per un terzo delle 20 mila proteine umane.
AlphaFold, in un anno, ha predetto tutto il proteoma umano e quello di svariati altri esseri viventi per un totale di 350 mila proteine. Si stima che arriveremo a 130 milioni a inizio 2022.
💊 ff.4.2 E quella del prossimo farmaco innovativo
Un simile approccio è stato applicato alla chimica per nuovi farmaci. Invece di risolvere le complicate equazioni quantistiche dei legami chimici, un Intelligenza Artificiale è stata allenata a predirne le proprietà.
Il risultato? Strutture chimiche predette in 3 ore invece di 3 mesi: 720 più velocemente.
🦖 ff.4.3 Mammut resuscitati dall’estinzione
Non sarebbe magnifico andare a sciare a Cortina e beccarsi Manny (remember?) che attraversa le piste?
Colossal, una startup americana guidata da George Church (l’equivalente ad Elon Musk per la genetica, professore dell’MIT e tante altre robe) sta provando a resuscitare i mammut che erano ancora in vita 3500 anni fa, non ai tempi dei dinosauri insomma (150 milioni di anni fa).
Sul loro sito, fanno una lista in 10 punti del perché lo vogliono fare. Una selezione:
riequilibrare l’ecosistema tundra, proteggendo il permafrost per evitare il surriscaldamento globale,
comprendere meccanismi genetici di resistenza al freddo,
migliorare nuove, potenti tecniche di editing genetico (CRISPR).
Sapevatelo: si stima che si estinguano 6 specie ogni ora. La de-estinzione sembra il classico esempio di una contorta soluzione a un problema creato dall’uomo. Se però prevenire queste estinzioni non sembra facile, tanto meglio trovare tecnologie in grado di invertire la tendenza.
📉 ff.4.4 DNA meglio dei microchip!
Un altro pezzo fondamentale di come la biologia nel prossimo decennio sconvolgerà le nostre vite esattamente come fatto dai PC negli ultimi vent’anni è il grafico qui sotto.
Il prezzo per sequenziare il DNA è diminuito negli ultimi 20 anni di un fattore 100.000 (!). Oggi, sequenziare il genoma costa meno dell’ultimo iPhone (1000$). Avete già prenotato il vostro test?
🦠 ff.4.5 Microbi computazionali?
E. Coli (sì, è sempre lui) è in grado di risolvere dei labirinti! Anche la Settimana Enigmistica è quindi fuori dal reame delle cose che solo l’uomo sa fare. Così come la terza prova del Torneo Tremaghi.
In parole povere: i ricercatori hanno creato un labirinto molto semplice fatto di una scacchiera 2 x 2. Se in una zona non erano presenti determinati composti chimici target (cioè era una via sbarrata) i batteri non esprimevano proteine fluorescenti (non si illuminavano), identificando un labirinto non risolvibile:
Here, we mapped all the input-output matrices of a 2 × 2 mathematical maze on a 4-input-4-output truth table. The logic values of four chemical inputs determined the 16 different 2 × 2 maze problems on a chemical space. We created six multi-input synthetic genetic AND gates, which distributed among six cell populations and organized in a single layer. Those cell populations in a mixed culture worked as a computational solver, which solved the chemically generated maze problems by expressing or not expressing four different fluorescent proteins.
Insomma, questo paper chiude il ciclo per oggi: abbiamo parlato di computer che guidano nuove scoperte in biologia fino ad arrivare ad un algoritmo basato su un substrato biologico: fortissimo!
👋 E con questo è tutto per questa fortissima settimana!
🔜 La prossima settimana parleremo di mobilità elettrica.
A presto, Michele
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