প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাসে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা বা এআই মডেলের নতুন সাফল্য

প্রোটিন হচ্ছে জীববিজ্ঞানের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অণু। এগুলো আমাদের শরীরের প্রতিটি কোষে পাওয়া যায় এবং বিভিন্ন ধরনের জৈবিক ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে। প্রোটিনের গঠন বুঝতে পারলে আমরা বিভিন্ন রোগের চিকিৎসার নতুন উপায় খুঁজে পেতে পারি এবং নতুন ধরনের বায়োম্যাটেরিয়াল বা ঔষুধের উপাদান তৈরি করতে পারি।

AlphaFold2 হচ্ছে এমন একটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) মডেল যা প্রোটিনের গঠন অভূতপূর্ব নির্ভুলতার সাথে পূর্বাভাস দিতে পারে। এটি Google AI দ্বারা তৈরি করা হয়েছে এবং এটি প্রোটিনের অ্যামাইনো অ্যাসিড সিকুয়েন্স থেকে এর 3D গঠন পূর্বাভাস দিতে পারে। AlphaFold2 এর এই ক্ষমতা ওষুধ আবিষ্কার এবং জীববিজ্ঞানের অন্যান্য ক্ষেত্রে বিপ্লব আনতে পারে।

AlphaFold2 কীভাবেকাজকরে?

AlphaFold2 দুটি ধাপে কাজ করে:

1. প্রথম ধাপটি হচ্ছে মাল্টিপল সিকুয়েন্স অ্যালাইনমেন্ট (MSA) ধাপ। এই ধাপে, AlphaFold2 যে প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাস দিতে চায় তার একটি MSA তৈরি করে। একটি MSA হচ্ছে প্রোটিনের সিকুয়েন্সের একটি সেট যা এভাবে সাজানো হয় যাতে একই ধরনের অ্যামাইনো অ্যাসিড একই পজিশনে থাকে। MSA AlphaFold2কে প্রোটিনের অ্যামাইনো অ্যাসিড সিকুয়েন্স এবং এর 3D গঠনের মধ্যে সম্পর্ক শিখতে সাহায্য করে।
2. দ্বিতীয় ধাপটি হচ্ছে স্ট্রাকচার প্রেডিকশন ধাপ। এই ধাপে, AlphaFold2 MSA ব্যবহার করে প্রোটিনের 3D গঠন পূর্বাভাস দেয়। AlphaFold2 প্রোটিনের প্রতিটি জোড়া অ্যামাইনো অ্যাসিডের মধ্যে দূরত্ব পূর্বাভাস দিয়ে এটি করে। একবার AlphaFold2 প্রতিটি জোড়া অ্যামাইনো অ্যাসিডের মধ্যে দূরত্ব পূর্বাভাস দিয়ে ফেললে, এটি প্রোটিনের 3D গঠন পুনর্গঠন করতে পারে।

AlphaFold2 এরসুবিধা

AlphaFold2 প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাসের ক্ষেত্রে বিপ্লব আনার কারণ এটি:

• অত্যন্তনির্ভুল: এটি প্রোটিনের গঠন 2 angstrom (অ্যাংস্ট্রম হল দৈর্ঘ্যের একটি একক যা একটি পারমাণবিক ব্যাসার্ধের প্রায় সমান। এটি ১০⁻¹⁰ মিটার বা ১০⁻¹০ মিটারের সমান। ২ অ্যাংস্ট্রম হল অ্যাংস্ট্রমের একটি দৈর্ঘ্য, যা প্রায় ২ × ১০⁻¹⁰ মিটার বা ২ × ১০⁻¹০ মিটারের সমান।) এর মধ্যে নির্ভুলতার সাথে পূর্বাভাস দিতে পারে, যা প্রোটিনের গঠন নির্ধারণের জন্য পরীক্ষামূলক পদ্ধতির নির্ভুলতার সমতুল্য।
• দ্রুত: এটি কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাস দিতে পারে, অন্যদিকে অন্যান্য প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাসের পদ্ধতির জন্য কয়েক দিন বা কয়েক সপ্তাহ সময় লাগে।
• বহুমুখী: এটি যে কোনো আকার ও আকৃতির প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাস দিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

AlphaFold2 এরসম্ভাবনাময়ভবিষ্যৎ

AlphaFold2 এখনও উন্নয়নধীন, তবে এটি ইতিমধ্যেই বিজ্ঞান ও চিকিৎসার ক্ষেত্রে বড় ধরনের প্রভাব ফেলছে। AlphaFold2 ওষুধ আবিষ্কার, প্রোটিন কাঠামো বিশ্লেষণ এবং প্রোটিন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হচ্ছে।

AlphaFold2 ওষুধ আবিষ্কারে যেভাবে বিপ্লব আনতে পারে তার একটি উদাহরণ হচ্ছে প্রোটিন-প্রোটিন মিথষ্ক্রিয়া লক্ষ্য করে ওষুধ তৈরি করা। প্রোটিন-প্রোটিন মিথষ্ক্রিয়া হলো দুটি বা ততোধিক প্রোটিনের মধ্যে যেকোন ধরনের যোগাযোগ। এই মিথষ্ক্রিয়াগুলি বিভিন্ন জৈবিক ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে। যদি আমরা প্রোটিন-প্রোটিন মিথষ্ক্রিয়াকে লক্ষ্য করে ওষুধ তৈরি করতে পারি, তবে আমরা বিভিন্ন রোগের আরও কার্যকর চিকিৎসা প্রদান করতে পারব।

AlphaFold2 প্রোটিন কাঠামো বিশ্লেষণের ক্ষেত্রেও বিপ্লব আনতে পারে। প্রোটিনের গঠন বুঝতে পারলে আমরা বিভিন্ন রোগের সূত্রপাত বুঝতে পারব এবং নতুন চিকিৎসা পদ্ধতি তৈরি করতে পারব। উদাহরণস্বরূপ, AlphaFold2 ব্যবহার করে আমরা কোভিড-19 ভাইরাসের স্পাইক প্রোটিনের গঠন বিশ্লেষণ করতে পারি এবং এই তথ্য ব্যবহার করে আরও কার্যকর ভ্যাকসিন তৈরি করতে পারি।

AlphaFold2 প্রোটিন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ক্ষেত্রেও বিপ্লব আনতে পারে। প্রোটিন ইঞ্জিনিয়ারিং হলো প্রোটিনের গঠন পরিবর্তন করার প্রক্রিয়া যাতে এগুলো নতুন বা উন্নত বৈশিষ্ট্য অর্জন করে। উদাহরণস্বরূপ, AlphaFold2 ব্যবহার করে আমরা এমন এনজাইম তৈরি করতে পারি যা অধিক দক্ষতার সাথে কাজ করে বা এমন প্রোটিন তৈরি করতে পারি যা নতুন ধরনের বায়োম্যাটেরিয়াল তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

AlphaFold2 একটি অত্যন্ত শক্তিশালী সরঞ্জাম যা ওষুধ আবিষ্কার, প্রোটিন কাঠামো বিশ্লেষণ এবং প্রোটিন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে বিপ্লব আনতে পারে। এটি বিজ্ঞান ও চিকিৎসার ভবিষ্যতের জন্য অত্যন্ত আশাব্যঞ্জক একটি উন্নয়ন।

তথ্যসূত্র:

• AlphaFold2: প্রোটিনের গঠন পূর্বাভাসের ক্ষেত্রে এক বিপ্লব (AlphaFold2: A revolution in protein structure prediction) by Nazmul Hossain, published in the Bengali science magazine “Jnankosh” on November 4, 2023.
• AlphaFold2: নতুন ওষুধ আবিষ্কারের সম্ভাবনাময় দুয়ার খুলে দিয়েছে (AlphaFold2 opens the door to new drug discoveries) by Dr. Shamima Akter, published in the Bengali newspaper “Prothom Alo” on November 2, 2023.
• AlphaFold2: প্রোটিনের গঠন বুঝতে পারার নতুন অস্ত্র (AlphaFold2: A new weapon to understand protein structure) by Dr. Mahfuzur Rahman, published in the Bengali science magazine “Bigyan Patrika” on October 31, 2023.