AlphaFold aiuta la ricerca medica prevedendo il ripiegamento delle proteine

AlphaFold
Dalla ricerca di DeepMind

Nella biologia uno dei problemi più difficili (e dispendiosi) da risolvere è predire il ripiegamento proteico partendo dalla sola sequenza di aminoacidi, visto che capire quale struttura tridimensionale prenderà una proteina – conoscendo solo la lunga lista di aminoacidi – richiede risorse computazionali enormi.

La soluzione di questo problema è fondamentale per la ricerca medica, perché la struttura 3D di una proteina può fare la differenza fra salute e malattia, o rendere un farmaco efficace o inutile. Una proteina malformata può portare a una patologia o alla morte di un organismo, e poiché numerose malattie sono collegate alle proteine, molti farmaci sono progettati proprio in base alle proteine target.

DeepMind, l’azienda di Google che ha realizzato sistemi come AlphaGo e AlphaZero, ha creato AlphaFold: un modello di intelligenza artificiale progettato appositamente per risolvere il problema del ripiegamento proteico (qui la ricerca su Nature, qui su Proteins e qui il codice scaricabile da Github). A dimostrazione della sua efficacia, nella competizione CASP (Critical Assessment of Structure Prediction) – che mira a trovare modelli in grado di avvicinarsi il più possibile alla soluzione del ripiegamento proteico – il sistema si è classificato primo ottenendo il miglior punteggio e staccando nettamente gli altri concorrenti.

Usare il deep learning per predire il ripiegamento delle proteine a costi contenuti potrebbe aprire nuove strade alla ricerca sulle malattie rare, per le quali ancora non sono state studiate tutte le molecole, aiutando lo sviluppo di farmaci più efficaci.

Per approfondire: AlphaFold: Using AI for scientific discovery

Mi sono appassionato all'intelligenza artificiale da quando ho potuto vedere all'opera i primi sistemi esperti negli anni '80. Già dal 1989 mi occupavo di cybersecurity (analizzando i primi virus informatici) ma non ho mai smesso di seguire gli sviluppi dell'AI. Dopo la laurea in Management ho conseguito una specializzazione in Business Analytics a Wharton, una certificazione Artificial Intelligence Professional da IBM e una sul machine learning da Google Cloud. Sono socio fondatore del chapter italiano di Internet Society, membro dell’Associazione Italiana esperti in Infrastrutture Critiche (AIIC), della Association for the Advancement of Artificial Intelligence (AAAI) e dell’Associazione Italiana per l’Intelligenza Artificiale (AIxIA). Dal 2002 al 2005 ho servito il Governo Italiano come advisor del Ministro delle Comunicazioni sui temi di cyber security. Oggi partecipo ai lavori della European AI Alliance della Commissione Europea e a workshop tematici della European Defence Agency e del Joint Research Centre. Questo blog è personale.