Işığa tepki olarak yapılarını değiştiren proteinler öyle çok hızlı hareket ediyor ki, yapılarının incelenmesi için görüntüsünün kaydedilmesi mümkün olmuyordu. ABD’deki Wisconsin Milwaukee Üniversitesi ve Almanya’daki Serbest Elektron Lazer Bilimi Merkezi’nden bir araştırma ekibi, proteinlerin yapısal değişikliklerini incelemek için yeni bir çalışma yaptı.
Nature dergisinde yayınlanan çalışmanın araştırma ekibi, protein yapılarının ışığa tepki olarak nasıl şekil değiştirdiğini yapay zeka teknolojileri sayesinde incelemeyi başardı. Araştırmacılar kuantum mekanik hesaplamalarla proteinlerin şimdiye kadarki en kesin kaydını oluşturdu.
Şimdiye kadarki en net görüntü oluşturuldu
Bu, fotosentetik bakterilerden gelen bir proteinin ışığa tepki olarak nasıl şekil değiştirdiğini ortaya koyan deneyin tasviri.
Işıkla uyarılan protein (PYP), ışığı emdiğinde enerjisini de emer ve kendisini de yeniden düzenler. Şimdiye kadar proteinlerin ışık kaynaklı değişikliklerinin anında gerçekleştiği söyleniyordu. Bilim insanları “an”ın ölçülemez olmadığını, proteinlerinde saniyenin dörtte biri gibi bir kısa sürede gerçekleştiğinin altını çizdi. Bu kadar kısa sürede gerçekleşen hareketin kaydedilmesi ise pek mümkün olmuyordu.
Işığa duyarlı proteinlerin hareketlerinin incelendiği deneyde, yapay zeka teknolojisi ve kuantum teorisi ile geliştirilen mekanik bir sistem kullanıldı. Araştırmacılar yeni teknoloji ile protein içindeki elektronların nasıl hareket ettiğini gösteren anlık görüntüyü kaydetmeyi başardı. Yapay zeka teknolojisi sayesinde kaydedilen görüntü, insan gözünün algılayabileceği kadar yavaşlatıldı. Çalışma sayesinde molekül içindeki hareketlerin, her şeyin yapısını nasıl değiştirdiği gözlendi.
Proteinin ışığa tepkisi daha önce hiç bu kadar iyi gözlemlenmemişti. Arizona Eyalet Üniversitesi'nden Petra Fromme, çalışmada kullanılan kuantum teorisi ve yapay zeka birleşiminin, gelecekteki ışığa duyarlı molekül araştırmaları için umut vaat ettiğini söyledi. Hamburg Üniversitesi'nde fizikçi olan Coauthor Robin Santra, "Modern deneysel tekniklerin teorik fizik ve matematikten gelen fikirlerle birleşimi, daha fazla ilerlemeyi getirecektir” dedi.