फुजित्सु और रिकेन ने प्रोटीन में संरचनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने के लिए जेनरेटिव एआई का उपयोग करके एआई दवा खोज तकनीक विकसित की है

टोक्यो, 10 अक्टूबर, 2023 - (जेसीएन न्यूजवायर) - फुजित्सु लिमिटेड और रिकेन सेंटर फॉर कम्प्यूटेशनल साइंस के एचपीसी- और एआई-संचालित ड्रग डेवलपमेंट प्लेटफॉर्म डिवीजन ने आज घोषणा की कि उन्होंने एक एआई दवा खोज तकनीक विकसित की है जो संरचनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी कर सकती है। जनवरी 3 में जेनरेटिव एआई का उपयोग करके विस्तृत रेंज में 2023डी घनत्व मानचित्र के रूप में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवियों से प्रोटीन। दोनों पक्ष मेडिकल इमेज प्रोसेसिंग के क्षेत्र में शीर्ष अंतरराष्ट्रीय सम्मेलन MICCAI 2023 में इस तकनीक पर एक पेपर प्रस्तुत करने की योजना बना रहे हैं। 10 अक्टूबर, 2023 (जापान समय)।

इस घोषणा के साथ, फुजित्सु ने प्रोटीन संरचनात्मक परिवर्तनों के लिए अपनी भविष्यवाणी तकनीक को एआई नवाचार घटक के रूप में 10 अक्टूबर, 2023 को उपलब्ध कराने की भी योजना बनाई है। फुजित्सु कोज़ुची (कोड नाम) - फुजित्सु एआई प्लेटफॉर्म, एक AI प्लेटफ़ॉर्म जो उपयोगकर्ताओं को उन्नत तकनीकों का त्वरित परीक्षण करने की अनुमति देता है।

मई 2022 में शुरू की गई एक संयुक्त अनुसंधान परियोजना के हिस्से के रूप में, फुजित्सु और रिकेन ने एक जेनरेटिव एआई तकनीक विकसित की, जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा ली गई बड़ी संख्या में प्रक्षेपण छवियों से लक्ष्य प्रोटीन के गठन के विभिन्न रूपों और उनके संभावित अनुपात का सटीक अनुमान लगाती है। एक ऐसी तकनीक जो अनुमानित अनुपात से लक्ष्य प्रोटीन में गठनात्मक परिवर्तन की भविष्यवाणी करती है। इन दो प्रौद्योगिकियों के आधार पर, दोनों पक्षों ने एक एआई दवा खोज तकनीक विकसित की है जो एक विस्तृत श्रृंखला में प्रोटीन के संरचनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी कर सकती है, जिसका उद्देश्य अगली पीढ़ी की आईटी दवा खोज तकनीक विकसित करना है जो दवा के विकास के समय और लागत को काफी कम कर देता है। खोज।

यह तकनीक पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में दस गुना से भी कम समय में प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर प्रोटीन संरचना और परिवर्तनों के सटीक अधिग्रहण को सक्षम बनाती है (1), जिससे बैक्टीरिया और वायरस जैसे लक्ष्य प्रोटीन को बांधने वाली दवाओं की डिजाइन प्रक्रिया में नवाचार को सक्षम किया जा सके।

आगे बढ़ते हुए, फुजित्सु और रिकेन अगली पीढ़ी की आईटी दवा खोज तकनीक को साकार करने के लिए मुख्य प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में नव विकसित जेनरेटिव एआई तकनीक का उपयोग करेंगे जो लक्ष्य प्रोटीन और एंटीबॉडी के बीच जटिल संबंधों का विश्लेषण कर सकते हैं, और उच्च के साथ अणुओं के वैश्विक संरचनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी कर सकते हैं। सटीकता और गति.

पृष्ठभूमि

प्रोटीन जो जीवित जीवों के जीवनचक्र और रोग तंत्र में निकटता से शामिल होते हैं, स्वाभाविक रूप से बहुत लचीले होते हैं और अपनी संरचना संरचना को बदलकर विवो में अन्य अणुओं के साथ बातचीत करते हैं। उदाहरण के लिए, ऐसी दवाएं विकसित करने के लिए जो सीओवीआईडी ​​​​-19 जैसे वायरस द्वारा संक्रमण को दबाती हैं, जो उनके सतह प्रोटीन पर गठनात्मक परिवर्तनों के साथ इसके संक्रमण को उत्तेजित करती हैं, प्रोटीन के विभिन्न गठनात्मक राज्यों का पता लगाना और वे गठन के बीच कैसे बदलते हैं, इसका पता लगाना आवश्यक है। हालाँकि, पारंपरिक संरचनात्मक विश्लेषण विधियों के लिए उच्च स्तर की विशेषज्ञता और परीक्षण और त्रुटि की आवश्यकता होती है, जिसमें सटीक गठनात्मक परिवर्तन प्राप्त करने के लिए काफी समय और व्यय की आवश्यकता होती है। इस समस्या को हल करने के लिए, फुजित्सु और रिकेन ने जेनरेटिव एआई का उपयोग करके निम्नलिखित दो नई दवा खोज तकनीकों का विकास किया है।

दो दवा खोज प्रौद्योगिकियाँ

फुजित्सु और रिकेन ने फुजित्सु की गहन शिक्षण प्रौद्योगिकी के विकास के माध्यम से प्राप्त जानकारी का उपयोग करके और सुपरकंप्यूटर फुगाकु का उपयोग करके रिकेन की दवा खोज आणविक सिमुलेशन के ज्ञान को लागू करके दो नई दवा खोज प्रौद्योगिकियों का विकास किया।2). दो प्रौद्योगिकियों के संयोजन ने लक्ष्य प्रोटीन में गठनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी के लिए समय को एक दिन से घटाकर दो घंटे कर दिया (3), जिससे फार्मास्युटिकल कंपनियों के लिए दवा खोज प्रक्रिया की गति और दक्षता में योगदान होता है। प्रत्येक तकनीक का विवरण इस प्रकार है:

1. जेनरेटिव एआई तकनीक जो प्रोटीन संरचना के विभिन्न रूपों और उनके अनुपात का सटीक अनुमान लगाती है

एक विस्तृत श्रृंखला में लक्ष्य प्रोटीन के गठन संबंधी परिवर्तनों की सटीक भविष्यवाणी के लिए संरचना के संभावित रूपों और उनके सटीक अनुपात की आवश्यकता होती है। इस अध्ययन में, फुजित्सु और रिकेन ने बड़ी संख्या में प्रक्षेपण छवियों और एक निश्चित समय पर संबंधित कोणों से प्रत्येक संरचना के 3डी घनत्व मानचित्र का पुनर्निर्माण किया। साथ ही, दोनों पक्षों ने एक सुराग के रूप में पुनर्निर्मित संरचना की आवृत्ति के आधार पर अनुपात का अनुमान लगाया।

2. प्रोटीन संरचना की निम्न आयामी विशेषता के आधार पर संरचनागत परिवर्तन की भविष्यवाणी करने की तकनीक

चूंकि लक्ष्य प्रोटीन की संरचना आमतौर पर उच्च-आयामी डेटा द्वारा व्यक्त की जाती है, इसलिए संरचनागत परिवर्तनों की सीधे भविष्यवाणी करना मुश्किल है। हालाँकि, पिछले पैराग्राफ की जेनरेटिव एआई तकनीक द्वारा संरचना के पुनर्निर्माण की प्रक्रिया में, फुजित्सु और रिकेन ने संरचना की एक निम्न-आयामी विशेषता निकाली। जेनरेटिव एआई तकनीक का उपयोग करते हुए, फुजित्सु और रिकेन ने निम्न-आयामी डेटा का विश्लेषण किया और 3डी घनत्व मानचित्रों को पुनर्स्थापित करके गठनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी की।

छवि: नव विकसित तकनीक की रूपरेखा एनकोडर और डिकोडर को उन छवियों पर प्रशिक्षित किया जाता है जो माइक्रोस्कोप द्वारा पर्याप्त मात्रा में ली गई हैं। प्रशिक्षण के बाद, अव्यक्त स्थान में एक विश्लेषण योग्य निम्न-आयामी वितरण 1) प्राप्त करना संभव है जो संरचनात्मक वितरण 2 के बराबर है), जिसका विश्लेषण करना मुश्किल है। साथ ही, डिकोडर निम्न-आयामी विशेषताओं के अनुरूप विभिन्न 3डी घनत्व मानचित्रों को पुनर्प्राप्त कर सकता है। भविष्य की योजनाएं

आगे बढ़ते हुए, फुजित्सु और रिकेन लक्ष्य प्रोटीन और एंटीबॉडी के बीच परिसरों का विश्लेषण करने और उच्च सटीकता और गति के साथ अणुओं में संरचनात्मक परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने के लिए मुख्य प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में नव विकसित एआई दवा खोज तकनीक का लाभ उठाएंगे। चिकित्सा के क्षेत्र में सोसायटी5.0 को साकार करने में योगदान देने के लिए, रिकेन सुपरकंप्यूटर फुगाकू पर एक दवा खोज डीएक्स प्लेटफॉर्म के निर्माण को बढ़ावा दे रहा है, जिसका लक्ष्य विभिन्न तकनीकों का अनुमान लगाने के लिए नई प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में उपयोग करके दवा खोज प्रक्रिया को नया रूप देना है। लक्ष्य प्रोटीन की संरचनात्मक अवस्थाएँ। RIKEN TRIP सहित विभिन्न पहलों को बढ़ावा दे रहा है (4) का उद्देश्य नवोन्मेषी अनुसंधान मंच बनाना है जो अनुसंधान क्षेत्रों में ज्ञान के नए क्षेत्रों को प्रभावी ढंग से उत्पन्न करता है। फुजित्सु ने 10 अक्टूबर, 2023 को फुजित्सु कोज़ुची (कोड नाम) - फुजित्सु एआई प्लेटफॉर्म के एआई इनोवेशन कोर घटक मॉड्यूल के रूप में प्रोटीन संरचनात्मक परिवर्तनों के लिए अपनी भविष्यवाणी तकनीक की पेशकश शुरू करने की भी योजना बनाई है। अंतर्गत फुजित्सु उवांस, जिसका लक्ष्य एक टिकाऊ दुनिया को साकार करना है, फुजित्सु प्रचार कर रहा है स्वस्थ जीवन, जो हर किसी के जीवन अनुभव को अधिकतम करता है। फुजित्सु एआई और एचपीसी में अपनी ताकत को संयोजित करने वाली प्रौद्योगिकियों को विकसित करके चिकित्सा क्षेत्र में सामाजिक समस्याओं को हल करने में योगदान देना जारी रखेगा।

(1) पारंपरिक प्रक्रिया:यह लक्ष्य प्रोटीन के गठनात्मक परिवर्तन के अनुक्रम के निर्माण की प्रक्रिया को संदर्भित करता है जैसा कि पेपर में वर्णित है [किनमैन एट अल. (2023)]. इस प्रक्रिया में, अनुक्रम का निर्माण मौजूदा जेनरेटिव एआई, क्रायोडीआरजीएन का उपयोग करके किया जाता है, जिसे लक्ष्य प्रोटीन की बड़ी संख्या में प्रक्षेपण छवियों द्वारा प्रशिक्षित किया गया है।
(2) सुपरकंप्यूटर फुगाकू:K कंप्यूटर के उत्तराधिकारी के रूप में RIKEN में स्थापित एक कंप्यूटर। जून 2020 से नवंबर 2021 तक यह लगातार 4 बार सुपरकंप्यूटर रैंकिंग में 4 श्रेणियों में पहले स्थान पर रहा। पूर्ण संचालन 9 मार्च, 2021 को शुरू हुआ।
(3) लक्ष्य प्रोटीन में गठनात्मक परिवर्तन की भविष्यवाणी के साथ समय को एक दिन से घटाकर दो घंटे करें:आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला प्रभाव राइबोसोम डेटा उन दो प्रौद्योगिकियों के लिए. बेंचमार्क समय, एक दिन, पेपर में वर्णित चलने के समय को संदर्भित करता है [किनमैन एट अल. (2023)].
(4) यात्रा :RIKEN प्लेटफार्मों का परिवर्तनकारी अनुसंधान नवाचार प्लेटफार्म

फुजित्सु के बारे में

Fujitsu का उद्देश्य नवाचार के माध्यम से समाज में विश्वास पैदा करके दुनिया को और अधिक टिकाऊ बनाना है। 100 से अधिक देशों में ग्राहकों की पसंद के डिजिटल परिवर्तन भागीदार के रूप में, हमारे 124,000 कर्मचारी मानवता के सामने आने वाली कुछ सबसे बड़ी चुनौतियों को हल करने के लिए काम करते हैं। सेवाओं और समाधानों की हमारी श्रृंखला पांच प्रमुख प्रौद्योगिकियों पर आधारित है: कंप्यूटिंग, नेटवर्क, एआई, डेटा और सुरक्षा, और अभिसरण प्रौद्योगिकियां, जिन्हें हम स्थिरता परिवर्तन प्रदान करने के लिए एक साथ लाते हैं। Fujitsu Limited (TSE:6702) ने 3.7 मार्च, 28 को समाप्त वित्तीय वर्ष के लिए 31 ट्रिलियन येन (US$2023 बिलियन) के समेकित राजस्व की सूचना दी और बाजार हिस्सेदारी के आधार पर जापान में शीर्ष डिजिटल सेवा कंपनी बनी हुई है। और अधिक जानकारी प्राप्त करें: www.fugitsu.com.

कम्प्यूटेशनल विज्ञान के लिए RIKEN केंद्र के बारे में

रिकेन जापान का सबसे बड़ा व्यापक अनुसंधान संस्थान है जो विभिन्न प्रकार के वैज्ञानिक विषयों में उच्च गुणवत्ता वाले अनुसंधान के लिए प्रसिद्ध है। 1917 में टोक्यो में एक निजी अनुसंधान फाउंडेशन के रूप में स्थापित, RIKEN ने आकार और दायरे में तेजी से वृद्धि की है, आज पूरे जापान में विश्व स्तरीय अनुसंधान केंद्रों और संस्थानों का एक नेटवर्क शामिल है, जिसमें RIKEN सेंटर फॉर कम्प्यूटेशनल साइंस (R-CCS), का घर भी शामिल है। सुपर कंप्यूटर फुगाकू. उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग के नेतृत्व केंद्र के रूप में, आर-सीसीएस "कंप्यूटिंग के विज्ञान, कंप्यूटिंग द्वारा और कंप्यूटिंग के लिए" की खोज करता है। अन्वेषण के परिणाम - ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर जैसी प्रौद्योगिकियाँ - इसकी मुख्य क्षमता हैं। आर-सीसीएस मुख्य क्षमता को बढ़ाने और दुनिया भर में प्रौद्योगिकियों को बढ़ावा देने का प्रयास करता है।

प्रेस संपर्क

फुजित्सु लिमिटेडसार्वजनिक और निवेशक संबंध प्रभाग पूछताछ

आरआईकेईएनकम्प्यूटेशनल विज्ञान संवर्धन कार्यालय ई-मेल: r-ccs-koho@ml.riken.jp

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• प्लेटोईएसजी. कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
• प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/86962/3/