IOCB Prag’daki Dr. Tomáš Personal’ın laboratuvarından bilim adamları, dünyanın dört bir yanındaki meslektaşlarının daha önce bilinmeyen bileşikleri belirlemelerine yardımcı oluyorlar. MS adında geniş bir kütüphane oluşturdularNKütle spektrometrisi ile ölçüldüğünde küçük moleküllerin nasıl “parçalandıklarını” gösteren birkaç milyon kayıt içeren LIB.
Şimdiye kadar, karşılaştırılabilir veritabanları sadece çok yavaş genişledi, ancak IOCB Prag’da geliştirilen yeni bir yaklaşım sayesinde, bilinmeyen moleküllerle ilgili veriler artık birkaç dakika içinde elde edilebilir.
Bu, daha hızlı ilaç keşfi, çevredeki kimyasal maddelerin daha iyi izlenmesi ve biyomıp için yapay zekadaki daha fazla ilerlemeyi açar.
Kütüphane hakkında bir makale dergide yayınlandı Doğa Yöntemleri.
Kütle spektrometrisi kimyasal maddelerin bileşimini ortaya çıkarır ve tıp, eczane ve çevresel araştırmalarda anahtar bir araçtır. Cihaz bir bileşiği daha küçük parçalara ayırır ve bu parçalardan bilim adamları orijinal molekülün yapısını belirler.
Her bir maddeye özgü bir parmak izi olarak hayal edilebilen fragman spektrumları, kütüphanelerde depolanmış bilinen spektrumlarla karşılaştırılır. Bununla birlikte, mevcut veritabanları sadece sınırlı sayıda bilinen bileşiği kapsar ve bu da aramayı çok zorlaştırır.
Personal ve ekibi spektral kütüphanelerin gelişimini önemli ölçüde ileriye taşıdı. O zamanlar çalışmalarını hazırladıkları sırada Doğa Yöntemleriotuz bin küçük molekülden oluşan bir katalog hazırlamışlardı. Bunlar için iki milyon yüksek kaliteli spektrum kaydettiler ve kaba bir resme razı olmadılar.
Çok aşamalı parçalanma yoluyla (MSN), yani moleküllerin tekrar tekrar kırılması, iç yapılarının daha ayrıntılı bir görünümünü elde ettiler. Bu kadar kapsamlı bir veri seti ilk kez bilimsel dünyada mevcuttur.
Pushal, “Bu alanda çalıştığım yirmi yıl boyunca spektral kütüphaneler çok fazla genişlemedi. Bu uygulamayı değiştirmeyi başardık ve şu anda var olan en büyük veritabanını oluşturduk. Dahası, küresel bilimsel topluluğa açıkça sunduk.”
Araştırmacılar ayrıca analizin kendisini önemli ölçüde hızlandırdı. Bir kerede on bileşiği ölçebilirler ve tüm işlem sadece bir buçuk dakika sürer. Prexkal’ın ekibi küresel bilim topluluğunda son derece iyi bilinen ve aktif olduğundan, şirketlerden ve kurumlardan hediye olarak binlerce bileşik aldılar.
“Makaleyi yazdığından beri Doğa Yöntemleridaha fazla ilerledik. Şimdiye kadar yaklaşık 70.000 bileşiği işledik ve 150.000 daha bekleyen analizimiz daha var. Çevrimiçi veri yüklemeye devam ediyoruz ve yıl sonuna kadar 200.000 ölçülen bileşiğe ulaşmak istiyoruz. Bu, son 20 yılda yaklaşık 10 kat daha fazla. “Makalenin ilk yazarı Dr. Corinna Brungs.
Prexkal ve meslektaşları, bilinmeyen kimyasal maddeleri özerk olarak tanıyan AI algoritmalarını geliştirmek için muazzam miktarda yeni veri kullanıyorlar – insan vücudundaki metabolitlerden bitkiler ve mikroorganizmalardaki bileşiklere kadar.
Bilim adamları, makine öğrenme modelini kimyasal kütüphaneden verilerle “besliyor”. Ne kadar çok veri alırsa, sağlanan spektruma dayanarak, spektrumun arkasındaki molekülün nasıl görünebileceğini tahmin edebilir.
Spektral kitaplık, çok sayıda ölçümün otomatik olarak işlemesini sağlayan açık kaynaklı “Mzmine” kullanılarak oluşturuldu. Sonuç olarak, kaynak sadece kapsamlı olmakla kalmaz, aynı zamanda dünya çapında daha ileri bilimsel projeler için de kolayca kullanılabilir.
