डीएनए जर पेशींचा सीईओ असेल तर विकरे पेशींच्या कारखान्यातील काम करणारे कामगार! प्रथिनांशिवाय सजीवातील रासायनिक क्रियेचे पान हलत नाही! प्रथिने इतरही अनेक कामे करतात. सजीवातील प्रथिने ही २० प्रकारची विविध अमिनो-आम्ले आलटून पालटून एकमेकांशी जोडून बनलेली असतात. तरीही प्रत्येक प्रथिन एक दुसऱ्यासारखे नसते. हे कसे? त्या प्रथिनातील अमिनो-आम्लांची संख्या आणि त्यातील अमिनो-आम्लांचा क्रम वेगवेगळा! अमिनो-आम्लांना जोडून जी साखळी बनते त्याला प्रथिनाची प्राथमिक रचना म्हणतात. परंतु त्याला नियोजित कार्य करण्यासाठी त्रिमितीय रचना धारण करणे आवश्यक असते. प्रथिन कोणती त्रिमितीय रचना धारण करणार हे त्या साखळीतील अमिनो आम्लांच्या क्रमावर ठरत असते. एकदा का त्रिमितीय आकार धारण केला की प्रथिन त्याचे कार्य करायला सज्ज! कोणत्याही प्रथिनाची त्रिमितीय रचना शोधून काढण्यासाठी एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी, क्रायोइलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपीसारख्या अनेक तंत्रज्ञानांचा वापर केला जातो. यासाठी चार-पाच वर्षे लागतात आणि प्रचंड खर्च येतो. हीच गोष्ट जर काही तासात किंवा मिनिटांत करता आली तर? नेमके येथे कृत्रिम बुद्धिमत्तेतील ‘अल्फा फोल्ड-टू’ हे प्रारूप कामाला येते. या प्रारूपाला प्रथिनातील अमिनो-आम्लांचा अनुक्रम दिला की ते त्रिमितीय रचना सांगते! या प्रारूपाचे जनक आहेत डेमिस हसाबीस आणि जॉन जम्पर!
या प्रारूपामध्ये न्यूरल नेटवर्कवर आधारित ‘ईवोफार्मर’ वापरले आहे. यालाच अल्फा फोल्ड-2 प्रारूप असे म्हणतात. यात यंत्र शिक्षण, सखोल शिक्षण साधने वापरून अस्तित्वात असलेल्या प्रथिनांच्या रचना, त्यातील अमिनो आम्लांचे अनुक्रम तपासून प्रथिनातील आकृतीबंध शोधून त्रिमितीय रचनांचे अंदाज बांधले जातात. त्यामुळे अज्ञात प्रथिनातील काही अनुक्रम जगातील कोणत्या प्राण्यात अस्तित्वात आहेत, ते पाहून त्याची तुलना केली. शिवाय कोणती दोन अमिनो आम्ले जवळ असतात किंवा दूर असतात यांचा नकाशा तयार करण्यासाठी एक आज्ञावली वापरली. अशा अनेक एआय-साधनांनी एकत्र काम केल्यामुळे प्रथिनांची त्रिमितीय रचना अचूकपणे शोधता आली!
१९९४ साली या संशोधनाला चालना देण्यासाठी कास्प (क्रिटिकल असेसमेंट ऑफ प्रोटीन स्ट्रक्चर प्रेडिक्शन) स्पर्धा सुरू केली. सहभागी होणाऱ्या शास्त्रज्ञांना अमिनो आम्लांचा क्रम देतात आणि त्यावरून त्रिमितीय रचना सांगायची. ही त्रिमितीय रचना प्रत्यक्षातील त्रिमितीय रचनेशी ताडून पाहायची आणि गुण द्यायचे. शास्त्रज्ञांना ४० टक्के गुण मिळायचे! २०२० साली अल्फा फोल्ड-टू ने भाग घेतला आणि स्पर्धा जिंकली! त्यांनी सांगितलेली आणि प्रत्यक्षातली त्रिमितीय रचना जवळजवळ एकसारखी!
बिपीन भालचंद्र देशमाने