Nanojulekalender 14: AI folder proteiner, men hvor godt?

Proteinfoldning er en af de helt store "Grand Prize" i biomolekylær forskning, som der er kolossale forventninger til. Kan man forudse hvordan en bestemt sekvens af aminosyrer folder sig til et protein, er der ingen grænser for hvilke sygdomme man kan kurere og hvilke tigerspring forskningen så får mulighed for at tage. Senest har kunstig intelligens firmaet DeepMind taget fat på opgaven, og har vist at deres deep-learning algoritme AlphaMind kan forudsige en lang række proteinstrukturer med atomar præcision, i en kvalitet der kan sammenlignes med de bedste krystallografiske analyser. Hvis man er til den slags, har forfatterne publiceret en opsigtsvækkende artikel i tidsskriftet Nature sidste år, som såvidt jeg kan se er Open Access (gratis for alle).

For eksempel skyldes Alzheimers sygdom forkert foldede proteiner, og mange forskere mener at hvis man kan forudsige hvordan proteiner folder sig, kan man også få skovlen under denne rædselsfulde sygdom. Hvis man ved nøjagtigt hvordan proteinet folder sig, er det nemmere at finde eller syntetisere de molekyler der netop, præcis og kun blokerer det skadelige protein fra at lave ballade.

Det er måske (desværre) ikke så nemt. For det første er der noget der tyder på at man ikke - endnu - kan stole nok på AI-algoritmernes forudsigelser, og alligevel er nødt til at kontrollere med røntgendiffraktion eller kryo-elektronmikroskopi (som er en virkelig sej teknik!). Andre stiller spørgsmålstegn ved om forudsigelse af proteinstruktur er nok. For at kunne lave en effektiv medicin må man også kende reglerne og mekanismerne for foldningen, idet disse bestemmer hvordan et protein kan finde tilbage til sin naturlige form. Denne information er kodet ind i sekvensen af peptider, men bliver ikke fanget af AI-algoritmerne, der bare gætter hvordan proteinet ser ud, ikke hvad der afgør at det ser sådan ud. Her bliver det en lille smule svært for mig at følge med, men jeg prøver at hænge på:

Der er nemlig også andre endnu, der i det hele taget betvivler at proteinfoldningen er den hellige gral. Sagt på en anden måde: proteinfoldningen er en del af historien, ikke hele historien, bag proteinets virkemåde og effekt. Struktur er ikke funktion: proteiner med næsten ens struktur kan have meget forskellige egenskaber. I artiklen "Behind the screens of AlphaFold" peges der på flere andre problemer. Der er ingen tvivl om at proteinfoldning er en vigtig del af at kunne dirke låsen op til nogle af fremtidens medicinske gennembrud, men som med så meget andet, har komplekse problemer sjældent simple løsninger. AI-algoritmer som AlphaMind er fantastiske redskaber i forskernes arsenal, men erstatter ikke resten af værktøjskassen.

Jeg er selv - som så mange andre - dybt fascineret af AI-teknologi, og ser det som en af de mest spændende udviklinger på tværs af humanistisk, socialvidenskabelig og ikke mindst teknisk/videnskabelig forskning. Som forhenværende datalog er der da en del af mig der brænder efter at kaste mig over kunstig intelligens, og jeg er ikke så lidt misundelig på min dygtige datter (der studerer datalogi med fokus på machine og deep learning på Københavns Universitet #stoltfar). Jeg ser også en tendens overalt (både blandt forskere, journalister og almindeligt godtfok) til måske lidt for opskruede forventninger i forhold til AI-teknologiens omnipotente evne til at forudsige, generere og forklare alt mellem himmel og jord - ja der er nærmest ingen grænser for den nye guddoms kraft og potentiale.

Det mener jeg så at der er. Skakspil er ikke intelligens, selvom intelligente mennesker ofte er gode til at spille skak. AI-proteinfoldning erstatter ikke medicinsk forskning, selvom medicinsk forskning kan have stor nytte af AI-proteinfoldning. Disse sammenligninger er banale, men jeg er tilhører altså ikke singularitets-folket, der tror at computeren og kunstig intelligens i en kaskade af selv-optimeringer med et snuptag lige pludselig overhaler os allesammen i intelligens. Hukommelse, ja. Mønstergenkendelse, med tiden ja. Intelligens, næppe. Ingen tvivl om at AI bliver en kæmpe faktor i fremtidens samfund, men de bliver ikke smartere end mennesker. Det er stadig os pels-løse abekatte vi skal holde øje med. Tilbage på sporet:

Hvis der er nogen af jer der enten ved noget om proteinfoldning eller om AI .... eller måske endda begge dele(!), må I meget gerne belære mig og alle de andre amatør-klogeåger på ing.dk i kommentarfeltet nedenfor.