សំឡេងវិទ្យាសាស្ត្រ - មេរោគ SARS-CoV-2 ជាបំណែកនៃតន្ត្រីបុរាណ - ក្រុមប្រឹក្សាវិទ្យាសាស្ត្រអន្តរជាតិ

ដើម្បីរំលឹកដល់ឆ្នាំ 2020 ជាឆ្នាំអន្តរជាតិនៃសំឡេង យើងគិតថាវាប្រហែលជាល្អណាស់ក្នុងការបញ្ចប់សប្តាហ៍ជាមួយនឹងសំឡេងនៃវិទ្យាសាស្ត្រ។ ISC បាននិយាយជាមួយ Markus J. Buehler ដែលបានបំប្លែងប្រូតេអ៊ីនពីវីរុស SARS-CoV-2 ទៅជាតន្ត្រី។

? "តន្ត្រីជាក្បួនឆ្លុះបញ្ចាំងនៃរចនាសម្ព័ន្ធ"

យើងបាននិយាយជាមួយ @ProfBuehlerMIT, @MIT_CEEអំពីដំណើរការនៃការបំប្លែងមេរោគ SARS-CoV-2 ទៅជាតន្ត្រី និងតួនាទីនៃសំឡេងក្នុងការស្វែងរកដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហាសកល៖https://t.co/RoyinhWnY2 #អាយយូអេស ២០២០ @IUAP_រូបវិទ្យា pic.twitter.com/GgDicGY3xZ
— ក្រុមប្រឹក្សាវិទ្យាសាស្ត្រអន្តរជាតិ (@ISC) ខែមេសា 19, 2020

តើអ្វីទៅជាដំណើរការនៃការបង្កើតសំឡេងសម្រាប់វីរុស SARS-CoV-2?

ប្រូតេអ៊ីនគឺជាបណ្តុំមូលដ្ឋាននៃជីវិត រួមទាំងមេរោគផងដែរ។ ពួកវាត្រូវបានផលិតចេញពីអាស៊ីតអាមីណូចំនួន 20 ដែលនីមួយៗត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយលំដាប់ DNA ។ ដូច្នេះ ប្រូតេអ៊ីនគឺជាការបង្កើតភាសា DNA ។ ហើយប្រូតេអ៊ីនឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាសាធម្មជាតិដែលយើងមិនទាន់ចេះនិយាយ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងអាចឮភាសានេះដោយការគណនាប្រេកង់រំញ័រនៃម៉ូលេគុលដែលបង្កើតជាប្រូតេអ៊ីន។ រំញ័រនីមួយៗ ដោយសារសីតុណ្ហភាព នៅវិសាលគមពិសេសមួយ និងជាសំឡេងដែលបានកំណត់យ៉ាងល្អ (សូមមើលក្រដាស ACS Nano ឆ្នាំ 2019 របស់យើង)។ យើងអាចប្រើសម្លេងជាមូលដ្ឋានទាំងនេះ បង្កើតជាប្រភេទប្រលោមលោកនៃមាត្រដ្ឋានតន្ត្រី មាត្រដ្ឋានអាស៊ីតអាមីណូ ដើម្បីកំណត់លំដាប់នៃសំឡេង។ ចង្វាក់ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធក្នុងតំបន់ ហើយធាតុលំដាប់ខ្ពស់ដូចជាការបត់ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខណៈឋានានុក្រមស្មុគស្មាញបន្ថែមទៀតនៃសមាសភាពតន្ត្រី - ដូចជាបទភ្លេងត្រួតគ្នា អង្កត់ធ្នូ និងផ្សេងទៀត។ តន្ត្រីអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាការបកប្រែនៃលំនាំរំញ័រផ្សេងៗនៃរចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីនទៅជាសញ្ញាសំឡេងដែលអ្នកអាចឮ និងទាញយកសម្រាប់ការវិភាគបន្ថែម។

តាមពិតទៅ មេរោគ COVID-19 និយាយប្រូតេអ៊ីនមានខ្សែសង្វាក់ប្រូតេអ៊ីនបីដែលបត់ចូលទៅក្នុងគំរូដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយ។ សំណង់ទាំងនេះតូចពេកសម្រាប់ភ្នែកមើលមិនឃើញ ប៉ុន្តែអាចស្តាប់បាន! យើងបានតំណាងឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីនរាងកាយ ជាមួយនឹងខ្សែសង្វាក់ជាប់គ្នារបស់វា ជាបទភ្លេងដែលប្រទាក់ក្រឡាគ្នា ដែលបង្កើតជាសមាសភាពពហុស្រទាប់។ ដូច្នេះ បំណែកលទ្ធផលគឺជាទម្រង់នៃតន្ត្រីប្រឆាំង ដែលក្នុងនោះកំណត់ចំណាំត្រូវបានលេងទល់នឹងកំណត់ចំណាំ។ ដូចជាបទចម្រៀង លំនាំតន្ត្រីឆ្លុះបញ្ចាំងពីធរណីមាត្រប្រសព្វរបស់ប្រូតេអ៊ីនដែលបានដឹងដោយបង្កើតកូដ DNA របស់វា។

តើពិន្ទុដែលអ្នកបានបង្កើតមានឥទ្ធិពលលើរបៀបដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចរកដំណោះស្រាយក្នុងការបង្កើតវ៉ាក់សាំងឬទេ?

ក្នុងរយៈពេលវែង បាទ។ ការបកប្រែប្រូតេអ៊ីនទៅជាសំឡេងផ្តល់ឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនូវឧបករណ៍មួយផ្សេងទៀតដើម្បីយល់ និងរចនាប្រូតេអ៊ីន។ សូម្បីតែការផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួចក៏អាចកំណត់ ឬបង្កើនថាមពលបង្កជំងឺរបស់ SARS-CoV-2 ដែរ។ តាមរយៈការបង្កើតកូន យើងក៏អាចប្រៀបធៀបដំណើរការជីវគីមីនៃប្រូតេអ៊ីនកើនឡើងរបស់វាជាមួយនឹងមេរោគមុន ដូចជា SARS ឬ MERS.

នៅក្នុងតន្ត្រីដែលយើងបានបង្កើត យើងបានវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធរំញ័រនៃប្រូតេអ៊ីន spike ដែលឆ្លងដល់ម៉ាស៊ីន។ ការយល់ដឹងអំពីគំរូរំញ័រទាំងនេះគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការរចនាថ្នាំ និងច្រើនទៀត។ ជាឧទាហរណ៍ ការរំញ័រអាចប្រែប្រួលនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពក្តៅ ហើយពួកវាក៏អាចប្រាប់យើងពីមូលហេតុដែលមេរោគ SARS-CoV-2 កើនឡើងដល់កោសិកាមនុស្សច្រើនជាងមេរោគដទៃទៀត។ យើងកំពុងស្វែងរកសំណួរទាំងនេះនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវដែលកំពុងបន្តជាមួយនិស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សារបស់ខ្ញុំ។ យើងក៏អាចប្រើវិធីសាស្រ្តផ្សំក្នុងការរចនាថ្នាំដើម្បីវាយប្រហារមេរោគផងដែរ។ យើងអាចស្វែងរកប្រូតេអ៊ីនថ្មីមួយដែលត្រូវគ្នានឹងបទភ្លេង និងចង្វាក់នៃអង្គបដិប្រាណដែលមានសមត្ថភាពភ្ជាប់ទៅនឹងប្រូតេអ៊ីនដែលរំខានដល់សមត្ថភាពឆ្លងរបស់វា។

វាជាឆ្នាំអន្តរជាតិនៃសំឡេង។ តើសំឡេងអាចបង្រៀនយើងអ្វីខ្លះអំពីការស្វែងរកដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហាប្រឈមពិភពលោកដែលកំពុងប្រឈមមុខនឹងមនុស្សជាតិ?

ខួរក្បាលរបស់យើងពូកែកែច្នៃសំឡេង! ក្នុងមួយរំពេច ត្រចៀករបស់យើងចាប់យកលក្ខណៈឋានានុក្រមរបស់វាទាំងអស់៖ ជម្រេ ដុំឈើ កម្រិតសំឡេង ភ្លេង ចង្វាក់ និងអង្កត់ធ្នូ។ យើងនឹងត្រូវការមីក្រូទស្សន៍ដែលមានថាមពលខ្ពស់ ដើម្បីមើលព័ត៌មានលម្អិតសមមូលនៅក្នុងរូបភាពមួយ ហើយយើងមិនអាចមើលវាទាំងអស់ក្នុងពេលតែមួយបានទេ។ សំឡេងគឺជាមធ្យោបាយដ៏ប្រណិតមួយក្នុងការចូលប្រើព័ត៌មានដែលរក្សាទុកក្នុងប្រូតេអ៊ីន

ជាធម្មតា សំឡេងត្រូវបានផលិតចេញពីសម្ភារៈរំញ័រ ដូចជាខ្សែហ្គីតា ហើយតន្ត្រីត្រូវបានធ្វើឡើងដោយការរៀបចំសំឡេងតាមលំនាំតាមឋានានុក្រម។ ជាមួយនឹង AI យើងអាចបញ្ចូលគ្នានូវគំនិតទាំងនេះ ហើយប្រើរំញ័រម៉ូលេគុល និងបណ្តាញសរសៃប្រសាទដើម្បីបង្កើតទម្រង់តន្ត្រីថ្មី។ យើងបាននិងកំពុងធ្វើការលើវិធីសាស្រ្តដើម្បីប្រែក្លាយរចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីនទៅជាតំណាងដែលអាចស្តាប់បាន ហើយបកប្រែតំណាងទាំងនេះទៅជាសម្ភារៈថ្មី។

យើងហៅវិធីសាស្រ្តក្នុងការកេងប្រវ័ញ្ចសម្ភារៈក្នុងវិធីមិនសាមញ្ញដើម្បីបង្កើតមូលដ្ឋានសម្រាប់សំឡេង និងតន្ត្រី "សម្ភារៈតន្ត្រី” - រុញច្រានព្រំដែននៃជំនាន់តន្ត្រីភាគច្រើនហួសពីខ្សែរំញ័រ។ ហើយលើសពីសម្លេងសំយោគទាំងស្រុងនៃវិធីសាស្រ្តសំយោគ។ ផ្ទុយទៅវិញ ដើម្បីប្រើគីមីសាស្ត្រកង់ទិច និងគោលការណ៍រូបវន្តពិត ជាមូលដ្ឋានសម្រាប់បង្កើតផ្ទាំងក្រណាត់នៃសមាសភាពតន្ត្រី។

ការរចនាសម្ភារៈថ្មីគឺជាបញ្ហាប្រឈមដ៏សំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាប្រកបដោយនិរន្តរភាព - គិតពីសម្ភារៈដែលស្រាលជាងមុន រឹងមាំជាង និងធន់ជាង។ ឬសម្ភារៈឆ្លាតវៃដែលដើរតួជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ យើងក៏អាចបង្កើតការយល់ដឹងដល់ប៉ូលប្រឆាំងនៃភាពស្រស់ស្អាត ជីវិត និងភាពស្លាប់ ហើយយល់ពីគំនិតនៃការបោកប្រាស់ព្រោះវាជាស្នូលនៃធម្មជាតិនៃគំរូនៃការឆ្លង និងការរីករាលដាលនៃមេរោគ។ ហើយយើងសង្ឃឹមថាអាចបង្រៀនមនុស្សជាច្រើនជុំវិញពិភពលោកអំពីប្រូតេអ៊ីន – ពួកគេជាមូលដ្ឋានសម្ភារៈសម្រាប់ជីវិតទាំងអស់ ហើយគួរយល់ដឹង!

អ្នកក៏អាចគិតថាតន្ត្រីជាការឆ្លុះបញ្ចាំងពីក្បួនដោះស្រាយនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។ ឧទាហរណ៍ បំរែបំរួល Goldberg របស់ Bach គឺជាការសម្រេចបានយ៉ាងត្រចះត្រចង់នៃចំណុចប្រឆាំង ដែលជាគោលការណ៍ដែលយើងបានរកឃើញផងដែរនៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន។ ឥឡូវនេះយើងអាចឮគំនិតនេះនៅពេលដែលធម្មជាតិបានបង្កើតវា ហើយប្រៀបធៀបវាទៅនឹងគំនិតនៅក្នុងការស្រមើលស្រមៃរបស់យើង ឬប្រើ AI ដើម្បីនិយាយភាសានៃការរចនាប្រូតេអ៊ីន ហើយអនុញ្ញាតឱ្យវាស្រមៃមើលរចនាសម្ព័ន្ធថ្មី។ យើងជឿថាការវិភាគនៃសំឡេង និងតន្ត្រីអាចជួយយើងឱ្យយល់កាន់តែច្បាស់អំពីពិភពសម្ភារៈ។ ការបង្ហាញសិល្បៈគឺគ្រាន់តែជាគំរូនៃពិភពលោកនៅក្នុងខ្លួនយើង និងជុំវិញខ្លួនយើងប៉ុណ្ណោះ។

ដូច្នេះ មានរឿងជាច្រើនដែលត្រូវរៀនរាប់ចាប់ពីសុខភាពមនុស្ស ជីវវិទ្យា រហូតដល់ការដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមធំៗ។

2020 គឺជា ឆ្នាំអន្តរជាតិនៃសំឡេងដែលជាគំនិតផ្តួចផ្តើមជាសាកល ដើម្បីរំលេចសារៈសំខាន់នៃវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាដែលពាក់ព័ន្ធ និងសំឡេងសម្រាប់ទាំងអស់គ្នានៅក្នុងសង្គម។ ឆ្នាំអន្តរជាតិនៃសំឡេងនឹងមានសកម្មភាពសម្របសម្រួលលើកម្រិតតំបន់ ជាតិ និងអន្តរជាតិ។ សកម្មភាពទាំងនេះនឹងមានគោលបំណងជំរុញការយល់ដឹងទូទាំងពិភពលោកអំពីតួនាទីដ៏សំខាន់ដែលដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងគ្រប់ទិដ្ឋភាពនៃសង្គមរបស់យើង។ ផងដែរ សកម្មភាពទាំងនេះក៏នឹងលើកទឹកចិត្តឱ្យមានការយល់ដឹងអំពីតម្រូវការសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងសំឡេងរំខាននៅក្នុងធម្មជាតិ បរិយាកាសដែលបានសាងសង់ និងនៅកន្លែងធ្វើការ។

ISC រួមជាមួយនឹងសហភាពអន្តរជាតិនៃរូបវិទ្យាអនុវត្ត។ អាយប៉ា និងសហភាពអន្តរជាតិនៃទ្រឹស្តី និងគណិតវិទ្យាអនុវត្ត, អាយធីម មានមោទនភាពក្នុងការគាំទ្រឆ្នាំអន្តរជាតិនៃសំឡេង។

រូបថតដោយ លោក James Owen on Unsplash