Künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert die Biowissenschaften und ermöglicht es Forschern, die komplexen Geheimnisse des Lebens schneller und präziser zu entschlüsseln. Wie die Frankfurter Allgemeine Zeitung (FAZ) am 24.11.2024 berichtete, sieht Demis Hassabis, Mitgründer von DeepMind, in der KI das Potenzial für ein neues "Goldenes Zeitalter" der Wissenschaft. DeepMind, bekannt für seine Erfolge mit KI-Programmen wie AlphaGo und AlphaZero im Bereich der Spiele, wendet seine Expertise nun auf biologische Fragestellungen an.
Ein zentrales Anwendungsgebiet ist die Proteinfaltung. Wie in der FAZ erläutert, ist die dreidimensionale Struktur eines Proteins entscheidend für seine Funktion. Die Vorhersage dieser Struktur anhand der Aminosäuresequenz war lange Zeit eine Herausforderung. Doch KI-Modelle wie AlphaFold von DeepMind haben hier einen Durchbruch erzielt, wie auch SRF am 09.10.2024 berichtete. Diese Modelle können nun die Struktur von Millionen von Proteinen präzise vorhersagen, was die Forschung enorm beschleunigt.
Ein weiteres wichtiges Feld ist die Genomforschung. Wissenschaftler der TU Dresden haben ein Large Language Model (LLM) namens GROVER entwickelt, das die DNA wie eine Sprache analysiert, wie Bionity.com am 07.08.2024 berichtete. GROVER lernt die "Grammatik" und "Syntax" des genetischen Codes und kann so funktionale Informationen aus DNA-Sequenzen extrahieren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die personalisierte Medizin und das Verständnis von Krankheiten, wie auch Journalmed.de am 17.08.2024 berichtete. Ähnlich wie bei der Entschlüsselung von Sprache identifiziert GROVER wiederkehrende Muster und Strukturen im genetischen Code, um dessen Bedeutung zu verstehen.
Die Entschlüsselung des "zweiten Codes des Lebens", der die Genaktivität steuert, gelang einem Wiener Forschungsteam mithilfe von KI, wie science.ORF.at am 12.12.2023 berichtete. Durch die Analyse von "Schaltern" im Erbgut, den sogenannten Enhancern, können Forscher nun die Aktivität von Genen in verschiedenen Geweben vorhersagen und sogar künstliche Enhancer erstellen. Diese Erkenntnisse bieten neue Ansätze für Therapien, die Gene gezielt in bestimmten Geweben aktivieren oder deaktivieren.
Die Kombination von KI und Biowissenschaften eröffnet ungeahnte Möglichkeiten. Von der Entwicklung neuer Medikamente über die Bekämpfung des Klimawandels bis hin zum Verständnis der menschlichen Intelligenz selbst – die Anwendungen sind vielfältig. Doch mit den neuen Möglichkeiten gehen auch ethische Fragen einher, wie Jennifer Doudna, Mitentdeckerin der Genschere CRISPR/Cas9, betont. Die Einbindung der Öffentlichkeit und ein interdisziplinärer Austausch sind unerlässlich, um die Chancen der KI verantwortungsvoll zu nutzen.
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