Общий хайп вокруг нейросетей и их природы несколько перегрет. Да, нейросети способны быстро создавать контент или искать ответы на вопросы. Но что делает их работу действительно ценной, так это применение для комплексных задач. Нейросеть решающая задачи существования и модификации всего, что имеет отношение к живой материи уже запущена в работу.

Еще 5 лет назад разговоры вокруг анализа генома, CRISPR технологий и нейросетей были чем-то вроде околонаучной фантастики. Чего стоит фильм со Скалой «Рэмпейдж», где завязка сюжета в тестировании потенциала CRISPR. Однако, уже сегодня человеку открыт широкий спектр инструментов для улучшения некоторых своих качеств. О них и рассказывают материалы телеграм канала. Подписывайтесь, чтобы первыми получать свежие статьи!

Нейросеть решающая задачи существования жизни

Статья написана по материалам исследования. Инновационная нейросеть от Google DeepMind генерирует не только структуру белков, лигандов, ДНК, РНК и «молекул всех форм жизни», но и предсказывает принципы их связи. Это обещает радикальное, революционное ускорение во многих областях науки.

Особенности работы с белками в науке

Белки — одно из самых универсальных изобретений природы. Эти важнейшие строительные блоки всех живых организмов, на которых держатся практически все химические реакции в организме. Белки регулируют экспрессию генов, поддерживают иммунную систему, составляют основные структурные элементы всех клеток и образуют основные компоненты мышц.

При этом, самих белков существует невероятно много. Если пытаться наугад синтезировать их в лаборатории, то процесс займет миллиарды лет. Но можно моделировать процессы, если использовать вычислительные системы. Хотя потребуется невероятно огромное количество мощностей для перебора. Тем более, что вычислительная мощность становится сегодня едва ли не мерилом чего-то божественного, если вдаваться в фундамент датаизма.

Сейчас для этого используются суперкомпьютеры, или подпроекты BOINC. Я сам использовал до последнего старый ноут для расчета заданий в Rosetta@home. Однако, даже если все люди мира запустят проект на своих устройствах, эта работа займет достаточно много времени.

Чем нейросеть решающая задачи отличается от перебора вариантов?

И почему новая нейросеть называется AlphaFold? Суть в том, что белки представляют собой цепочки аминокислот, которые спонтанно складываются, образуя трехмерную структуру. Важны не только компоненты, но и то, как они складываются и связываются друг с другом. В этом случае, форма напрямую влияет на биологические функции белка.

Говоря о белках, можно анализировать их компоненты и последовательность на бумаге, но если вы не знаете их трехмерную форму, вы не сможете предсказать, что белки будут делать и как они будут взаимодействовать с другими молекулами.

Если говорить цифрами, то на сегодня известно про существование более 200 миллионов белков. И только 170 000 белков разобрано до понимания базовых принципов. Зная аминокислотный состав и способы формирования структур, имеет смысл использовать продукт прогресса, по крайней мере за это ратуют идеи датаизма. Здесь на свет и выходит нейросеть решающая задачи существования жизни, чтобы ускорить этот процесс. Ведь до появления AlphaFold программы не могли предсказывать структуру белка так же точно, как экспериментальные методы, основанные на использовании человека.

Небольшой экскурс в историю. Как развивалась нейросеть решающая задачи фундаментальных жизненных процессов?

AlphaFold 2, выпущенный в 2021 году, стал прорывом, изменившим методологию. Нейросеть предсказала трехмерные структуры почти каждого белка в человеческом организме и помогла в реализации научных исследований. Менее чем за три года нейросеть использовалась исследователями во всем мире для ускорения открытий в области лечения рака, вакцин против малярии , создания ферментов, разъедающих пластик, и бесчисленного множества других проектов. На сегодня Alphafold 2 насчитывает более 14 000 упоминаний в научных статьях.

Итак, чем лучше AlphaFold 3? Новая версия выходит за рамки простого предсказания структуры и характера взаимодействия белков и включает в себя все базовые элементы живых организмов: от множества белков до ДНК, РНК и низкомолекулярных лигандов.

Большинство лекарств это лиганды, которые связываются с белками, меняя принципы их работы.

Нейросеть решающая задачи всестороннего моделирования становится по сути беспрецедентным ресурсом для моделирования того, как конкретные белки в организме будут взаимодействовать с конкретными молекулами лекарств. Датаизм в чистом виде.

Природа данных и архитектура

Чтобы достичь таких возможностей, AlphaFold 3 был обучен на глобальных данных о молекулярной структуре, хранящихся в банке данных белков. Представители компании Deepmind утверждают, что нейросеть может обрабатывать более 99% всех известных биомолекулярных комплексов из упомянутой базы данных. Кроме того, был улучшен модуль Evoformer — архитектура, которая лежала в основе AlphaFold 2.

Вот как работает нейросеть решающая задачи трехмерного моделирования простыми словами.

• AlphaFold 2 берет введенную аминокислотную последовательность.

• Ищет в базах данных аналогичные последовательности, уже идентифицированные в других живых организмах.

• Извлекает всю необходимую информацию с помощью преобразователя Evoformer. Воплотившего в себе философию датаизма.

• Передает эту информацию нейронной сети, которая создает трехмерную структуру — длинный список координат, представляющих положение каждого атома белка, включая боковые цепи.

Новый и улучшенный Evoformer собирает свои структурные прогнозы с использованием диффузионной сети, подобной той, на которой работают нейросетевые генераторы изображений.

Как объясняет DeepMind в анонсе AlphaFold 3

Все начинается с облака атомов и через призму многих шагов процесс сводится к своей окончательной, наиболее точной молекулярной структуре.

В недавнем интервью Тому Маккензи из Bloomberg генеральный директор и соучредитель Google DeepMind, а также генеральный директор и основатель Isomorphic Labs, Демис Хассабис обсудил последствия использования AlphaFold 3 в разработке лекарств.

Святой Грааль открытия лекарств — это не просто знание структуры белка, что и делал AlphaFold 2, но и фактическая разработка лекарственных соединений, называемых лигандами, которые связываются с поверхностью белка. Важно знать, где лиганд связывается и насколько сильна новая связь, чтобы разработать правильный тип лекарственного соединения. Таким образом, AlphaFold 3 — это большой шаг в этом направлении предсказания связывания белка с лигандом и того, как это взаимодействие будет работать.

Потенциал AlphaFold 3

В январе 2024 года Isomorphic Labs объявила о стратегическом партнерстве с фармацевтическими гигантами Eli Lilly и Novartis общей стоимостью около 3 миллиардов долларов США. Но что удивительно, так это сроки производства лекарств, которые, как ожидается, станут результатом этого партнерства.

Итак, мы уже работаем над реальными программами. И я ожидаю, что, возможно, в ближайшие пару лет в клиниках появятся первые лекарства, разработанные с помощью нейросетей. Если вы спросите меня, что самое важное, что может создать нейросеть для человека, так по мне – это лекарство для избавления от сотен ужасных болезней. Я не могу представить лучшего варианта использования нейросетей. Так что отчасти это и есть Мотивация Isomorphic и AlphaFold, а также всей нашей научной работы. Смысл того, что мы делаем.

Ссылка на интервью

В ходе испытаний AlphaFold 3 продемонстрировал современную точность в прогнозировании лекарственных взаимодействий, включая белки, связанные с лигандами, и антитела, связанные с белками-мишенями.

Использование теста PoseBusters показало, что AlphaFold 3 на 50% точнее лучших существующих методов — без необходимости ввода какой-либо структурной информации. Справка: PoseBusters проверяет химическую и физическую достоверность молекулярных и белково-лигандных «поз», созданных с помощью модели глубокого обучения.

Нейросеть решающая задачи на уровне форм жизни. Можно ли её использовать?

Также, вы сами можете затестить нейросеть. AlphaFold 3 доступен через AlphaFold Server , который включает в себя базу данных из 200 миллионов белковых структур. Этот феноменальный ресурс доступен бесплатно ученым, проводящим некоммерческие исследования, а также просто любопытным пользователям Интернета по всему миру.

Прогнозирование поведения группы белковых структур без такого инструмента может занять лет десять и обойтись в сотни тысяч долларов. AlphaFold 3 обещает радикально ускорить прогресс в  областях биологии и фармацевтики.

Это ступень в дивный новый мир невероятно мощной медицины, или портал в преисподнюю с виртуозно отточенным оружием, способным ориентироваться на генетические маркеры? Сказать сложно. Мы стоим на грани технологической сингулярности и её потенциал велик, а плоды манят разум. Подробнее о них рассказывается в телеграм канале. Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые статьи!

Есть страх такой у многих, что если они вдруг начнут есть больше белка, то почки откажут и печень выйдет из чата, слышали?

Но съесть больше белка проще сказать, чем сделать. Обычно у многих хороший показатель по белку, который может превышать суточную норму, бывает на майских шашлыках.

Вот только, там ещё многие любят не только перекусить, но и выпить. Не удивлюсь, что жирное мясо с алкоголем, хоть разок, но ударит по вашей печени.

✅ Ну и конечно же, везде есть черта, которую переступать не стоит, есть рамки, диапазоны, проверенные как опытным путём, так и стационарным, в лаборатории.

🔬 В этом исследовании, проверяли действие повышенного потребления белка + аминокислоты (БЦАА) на людях с циррозом печени и негативных последствий не обнаружили. А вот позитивный момент был - подросли мышцы, ушёл жирок [1].

Ну это не значит, что если каждый просто начнёт есть много белка, нарастит мышцы, уберёт жир и избавиться от всех болезней лёжа на диване. Это просто исследование группы людей, которые выполняли строго заданные действия.

🔬 Этот систематический обзор показал, что диеты с высоким содержанием белка не оказали отрицательного воздействия на почки [2].

Люблю систематические обзоры, они собирают статистические данные нескольких исследований и делают выводы.

🔬 Этот общий обзор систематических обзоров, рассмотрел связь высокого потребления белка и риск мочекаменной болезни [3].

Заключение:

Ни для одного из исходов не было обнаружено доказательств того, что высокое потребление белка конкретно вызывает камни в почках или заболевания.

Однако для потенциальных рекомендаций необходимы долгосрочные данные, в том числе за десятилетия.

Нингидрин (он же 2,2-дигидроксиинден-1,3-дион) – это и кетон, и спирт, и вещество с двумя углеродными циклами в структуре. Его используют, в том числе, для выявления первичных аминов, коими являются практически все (за некоторым исключением) аминокислоты, входящие в состав наших с вами (и не только) белков.

Как это происходит? Нингидрин, попадая в среду, где есть первичные амины, связывается с аминогруппой, а через несколько стадий образуется продукт конденсации – комплекс Руэмана или пурпур Руэмана. Механизм реакции с первичными аминами ниже:

В реакции с пролином и гидроксипролином, у которых нет первичного амина в структуре, нингидрин дает желтое окрашивание (как видно на схеме реакции, можно получить и пурпурную, но чаще всего это не требуется.

Зачем нужна реакция первичных аминов с нингидрином? Очевидно, чтобы проявить эти самые амины, сделать их видимыми. Это хорошо помогает при выявлении, например, отпечатков пальцев. Мы помним, что аминокислоты входят в состав белков и, соответственно, белки с нингидрином тоже дают пурпурное окрашивание.

• Чтобы проявить отпечатки пальцев, например, на пористой поверхности (бумага, дерево и т. д.), её можно обработать раствором нингидрина в форме спрея и потом нагреть в печи. Впрочем, те, кто ближе к криминалистике, лучше знают, как это делается, мне известен лишь общий принцип.

Это одно из применений нингидриновой реакции. Второе – качественное или количественное определение аминокислот в их смесях (или одной аминокислоты в препарате, например, в таблетках глицина).

Реализуется такое определение, в том числе, методом жидкостной хроматографии. Ниже хроматограмма разделения смеси стандартов аминокислот на катионообменной колонке с последующей реакцией кислот с нингидрином (это называется дериватизацией).

Пожалуйста, не обращайте внимание на не совсем корректное определение пиков. На этих хроматограммах еще не выполнено интегрирование, хотя практически все компоненты определились верно.

Детектирование ведется на длине волны 570 нм. Стоит отметить, что аминокислоты, не имеющие первичной аминогруппы, детектируются на длине волны 440 нм (это пролин и гидроксипролин).

Ниже видео, показывающее нингидриновую реакцию с раствором глицина трех разных концентраций (2 и 3 являются последовательными разведениями 1 в соотношении 1 : 1, объем : объем).

Я не делал навеску, но количество глицина, растворенное далее в 100 мл воды можно оценить по фото шпателя:

Местами видео ускорено в 5 и 50 раз соответственно.

В пробирке 3 изменение окраски вполне достаточно для обнаружения диодноматричным детектором.

Существует способ определения с предколоночной дериватизацией (если мы исключаем методики с обнаружением на МС) о-фталевым альдегидом (ОФА или OPA). Кто делает подобный анализ чаще, может подсказать, внесена ли эта методика в ГОСТ.

Не знаю, насколько интересен будет пост, но спасибо всем дочитавшим его до конца.

Существует популярная точка зрения, согласно которой ЖКТ человека способен усвоить за один приём пищи не более ~30гр белка, а всё, что больше этого количества, "оказывается в унитазе", так как существует предел усвоения белка организмом.

Так ли это на самом деле? Давайте разберёмся.

Начнём с того, что термин «усвоение» подразумевает поступление питательных веществ из кишечника в системный кровоток. Это то, что происходит, когда полученные с пищей полимеры в процессе пищеварения расщепляются на мономеры, а затем, посредством прохождения через клетки кишечника, оказываются во внутренней среде организма.

Исходя из этого, количество белка, которое может быть усвоено, на самом деле практически не ограничено.

После переваривания еды, которая стала источником белка, аминокислоты проходят через энтероциты и попадают в воротную вену печени. Те аминокислоты, которые не утилизируются печенью, затем попадают в кровоток, после чего становятся доступными для использования тканями.

Само по себе всасывание не является ограничивающим фактором в отношении белков.

Проблемы могут возникнуть с потреблением отдельных аминокислот в свободной форме.

Например, существует потенциальная конкуренция у стенки кишечника, в рамках которой аминокислоты, присутствующие там в наиболее высоких концентрациях, всасываются за счёт других, которые присутствуют в меньших концентрациях.

Но даже это не говорит о том, что Вы не можете съедать более 30гр белка за раз.

Ещё как можете. И если Вы здоровы - этот белок прекрасно усвоится.

Переваривание белков происходит в несколько этапов.

Сначала осуществляется обработка поступившей в желудок пищи соляной кислотой и пепсином - ферментом, который превращает белки в полипептиды.

На втором этапе белки поступают в полость тонкой кишки, где расщепляются на олигопептиды.

На третьем этапе в рамках пристеночного пищеварения олигопептиды расщепляются на аминокислоты, которые становятся способными пройти через энтероциты (клетки кишечника) и попасть в системный кровоток и печень.
Это не происходит одномоментно. Это занимает время, которое варьирует в зависимости от типа и количества белка, плотности и структуры пищи, от количества одновременно поступивших с пищей жиров, и так далее.

Аминокислоты, поступившие из пищи и других источников, формируют пул аминокислот - своего рода фонд, который может использоваться организмом в различных целях.

Из этих аминокислот тело строит необходимые ему белки и пептиды, участвующие в сотнях различных процессов.
Только около ~11% аминокислот, полученных из пищи, активно включаются в построение нового мышечного белка в течение 5 часов после еды.

Если белок не усваивается, происходит его потеря с калом, называемая креаторея. У здоровых людей этого не происходит, как бы многим не хотелось.

Так что, хотя белок и ассоциируется у многих людей со строительством и восстановлением мышц, лишь очень небольшое его количество на самом деле идёт на рост мышечной ткани.

В этом месте у Вас может появиться вопрос:
-Сколько? Сколько белка за один приём пищи имеет смысл съедать, чтобы повысить эффективность последующего мышечного роста?

В этом исследовании от 2009г оценивалась связь между количеством употреблённого в пищу белка и ответным синтезом мышечного белка [1].

Было обнаружено, что синтез мышечного белка растёт пропорционально 1 порции до ~20гр белка.

Потребление 40гр белка не показало дозозависимого увеличения синтеза мышечного белка.

Выводы на основе полученных данных:

Белок нужен организму, прежде всего, для покрытия потребностей всех органов и тканей, а не для роста мышц.

Синтез мышечного белка не стоит на первом месте в списке приоритетов.
Для стимуляции синтеза мышечного белка достаточно съедать 20гр белка за приём пищи.

Повышение этого количества не даёт очень существенного повышения синтеза мышечного белка, но снижает интенсивность его распада.

На сегодняшний день нет никаких данных о том, что существует «лимит усвоения белка» в ЖКТ человека.

В конце концов, эффективность роста мышц зависит не от потребляемого за 1 раз белка, и не от тайминга его потребления, а от суммарного количества потребляемого белка и от общей ежесуточной калорийности всего рациона.

С уважением, проект: Body_Control1.0

Ссылки на исследования:

[1] https://doi.org/10.3945/ajcn.2008.26401

Аминокислоты представляют собой структурные химические единицы, образующие белки, и на 16% состоят из азота. Важность аминокислот для организма определяется той огромной ролью, которую играют белки во всех процессах жизнедеятельности.

Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки не являются взаимозаменяемыми.

Они синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах.

Именно аминокислоты являются наиболее ценными элементами питания.                                                               

Существует около 28 аминокислот. В организме человека многие из них синтезируются в печени. Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей.

Такие аминокислоты называются незаменимыми и к ним относятся: гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.

Наиболее часто встречающееся спортивное питание — аминокислотный комплекс и BCAA, в составе последнего находятся 3 незаменимые аминокислоты: валин, изолейцин и лейцин.

Как Вы уже поняли из всего выше сказанного, аминокислоты играют очень важную роль в нашем организме и контролируют ряд важных процессов, которые влияют на снижение жировой массы и увеличения мышечной.

Но будет ли приём аминокислот настолько же эффективным, как приём сывороточного протеина при похудении?

Как минимум два исследования[1],[2] нам показали, что аминокислоты работают, но по сравнению с сывороточным протеином требуют увеличенную дозировку и не насыщают.

В целях экономии: сывороточный протеин изолят будет выгоднее, чем хороший аминокислотный комплекс.

Вдобавок хороший протеин уже будет содержать все незаменимые аминокислоты (обычно пишут, что в составе БЦАА).

Также протеин выигрывает тем, что насыщает намного дольше, чем аминокислоты, а для худеющих это очень важно.

Аминокислоты можно пить как дополнительный источник белка во время тренировки (то же касается и БЦАА), если Ваш бюджет позволяет, приобрести и протеин и аминокислотный комплекс, то Вы точно будете в плюсе, т.к. организм с высокой вероятностью будет получать достаточное количество белка.

Но не забывайте, что максимальный эффект от спортивного питания будет лишь в том случае, когда Вы системно тренируетесь и правильно питаетесь.

С уважением, проект: Body_Control1.0

При инсулинорезистентности и диабете обязательны в диете: 5 полезных продуктов, снижающих сахар в крови

(мужики, это фото чтобы вас заинтересовать, так бы вы не читали) ( будет еще одна фотка)

далее текст  с сайта https://glossy-espreso-co-rs.translate.goog/zdravi-i-srecni/...

Природа – важный союзник в борьбе с повышенным содержанием сахара, и чтобы победить с ее помощью, обязательно добавьте эти продукты в свое меню.

В народной медицине всего мира эти продукты доказали свою эффективность в питании диабетиков. Если вы употребляете их регулярно, в дополнение к исключению жиров и сладостей, физической активности и назначенной терапии, вы можете быть уверены, что ваше состояние будет под контролем.

01  Топинамбур

https://ru.wikipedia.org/wiki/Топинамбур

Одним из ключевых ингредиентов этого растения является инулин, полисахарид, который обеспечивает не глюкозу, а фруктозу, нормализует уровень триглицеридов и холестерина и расщепление которого не приводит к повышению уровня сахара и инсулина в крови.

Инулин также является пробиотиком, поэтому он стимулирует развитие хороших бактерий в кишечнике, улучшает пищеварение, снижает уровень плохого холестерина и, следовательно, риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Он также содержит незаменимые аминокислоты, витамины А, В, С и D, а также калий, фосфор, кальций, железо и магний, а также используется как средство для повышения фертильности и потенции, укрепления иммунитета и костей и профилактики аллергических реакции.

02 Брокколи

Это растение может уменьшить вредное воздействие высокого уровня сахара на организм, помимо его снижения.

Это происходит благодаря сульфорафану, изотиоцианату, который снижает уровень глюкозы в крови. Это вещество высвобождается во время измельчения и пережевывания брокколи благодаря реакции между глюкозинолатным соединением, называемым глюкорафанином, и ферментом мирозиназой.

Сульфорафан также связан с профилактикой рака и устраняет вредное воздействие диабета на кровеносные сосуды, тем самым снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний.

В последнее время рекомендуются  ростки брокколи, легкие, хрустящие и очень питательные.

Всего одной чайной ложки корицы в день достаточно, чтобы снизить уровень сахара в крови, а также триглицеридов и ЛПНП, т.е. плохой холестерин, с помощью катехинов и эпикатехинов, которые стимулируют рецепторы инсулина и ингибируют ферменты, стимулирующие клеточную утилизацию глюкозы.

Ее часто рекомендуют людям, у которых диагностирована резистентность к инсулину, а некоторые исследования показали, что индонезийская корица может снизить гликемию на 10-29 процентов.

04 Одуванчик

Мало кому известно, что этот цветок также помогает диабетикам.

Когда это растение цветет, следует съедать по 6-10 свежих стеблей в день в течение двух недель.

Важно помыть его вместе с цветком и только после этого оторвать цветок, а также медленно жевать стебель.

Полезен и чай из одуванчика, и это растение гораздо полезнее, чем вы думали: в листе одуванчика содержится почти в семь раз больше витамина А, чем в моркови и салате, а также есть витамины С, G и В, а также и железо, кальций, фосфор, магний , натрий...

05 Фасоль

Часто говорят, что употребление фасоли — отличный способ избежать диабета 2 типа.

Хотя это растение калорийное, оно содержит витамины В1, В2, Е, РР, пектиновые вещества, белки, углеводы, жиры, незаменимые аминокислоты, лецитин, калий, кальций, фосфор, железо...

Фасоль содержит много растительных волокон, которые замедляют всасывание сахара из пищи в кишечнике и тем самым препятствуют его быстрому проникновению в кровь.

https://glossy.espreso.co.rs/zdravi-i-srecni/zdrava-hrana/19...