2022 දී දැවැන්ත මෙවලම් විශාල රසායන විද්යාව දියුණු කළේය
මෙම වසරේ රසායන විද්යාව යෝධ පරිමාණයෙන් හසුරුවා ගැනීමට විද්යාඥයින්ට උපකාරී වූ දැවැන්ත දත්ත කට්ටල සහ දැවැන්ත උපකරණ
විසින්අරියානා රෙමෙල්
ණය: ORNL හි ඕක් රිජ් නායකත්ව පරිගණක පහසුකම
ඕක් රිජ් ජාතික රසායනාගාරයේ ඇති ෆ්රොන්ටියර් සුපිරි පරිගණකය, රසායනඥයින්ට පෙර කවරදාටත් වඩා සංකීර්ණ අණුක සමාකරණ ලබා ගැනීමට උපකාරී වන නව පරම්පරාවේ යන්ත්රවල පළමුවැන්නයි.
2022 දී විද්යාඥයින් විසින් සුපිරි ප්රමාණයේ මෙවලම් සමඟ විශාල සොයාගැනීම් සිදු කරන ලදී. රසායනිකව දක්ෂ කෘතිම බුද්ධියේ මෑත කාලීන ප්රවණතාවය මත පදනම්ව, පර්යේෂකයන් විශාල ප්රගතියක් ලබා ගත් අතර, පෙර නොවූ විරූ පරිමාණයකින් ප්රෝටීන් ව්යුහයන් පුරෝකථනය කිරීමට පරිගණකවලට ඉගැන්වීය. ජූලි මාසයේදී, Alphabet සතු සමාගමක් වන DeepMind හි ව්යුහයන් අඩංගු දත්ත සමුදායක් ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.දන්නා ප්රෝටීන සියල්ලම පාහේ—ඇල්ෆාෆෝල්ඩ් යන්ත්ර ඉගෙනුම් ඇල්ගොරිතමය මගින් පුරෝකථනය කරන ලද පරිදි, මිලියන 100කට අධික විශේෂ වලින් මිලියන 200කට අධික තනි ප්රෝටීන. ඉන්පසු, නොවැම්බර් මාසයේදී, තාක්ෂණික සමාගමක් වන මෙටා, ප්රෝටීන් පුරෝකථන තාක්ෂණයේ එහි ප්රගතිය පෙන්නුම් කළේ AI ඇල්ගොරිතමයක් සමඟිනි.ඊඑස්එම්ෆෝල්ඩ්. තවමත් සම-සමාලෝචනය කර නොමැති පූර්ව මුද්රිත අධ්යයනයක දී, මෙටා පර්යේෂකයින් වාර්තා කළේ ඔවුන්ගේ නව ඇල්ගොරිතමය AlphaFold තරම් නිවැරදි නොවන නමුත් වේගවත් බවයි. වැඩි වූ වේගය නිසා පර්යේෂකයන්ට සති 2 ක් තුළ ව්යුහයන් මිලියන 600 ක් පුරෝකථනය කළ හැකි විය (bioRxiv 2022, DOI:2022.07.20.500902 ජූලි 10).
වොෂින්ටන් විශ්ව විද්යාලයේ (UW) වෛද්ය විද්යාලයේ ජීව විද්යාඥයින් උදව් කරතිස්වභාවධර්මයේ සැකිල්ලෙන් ඔබ්බට පරිගණකවල ජෛව රසායනික හැකියාවන් පුළුල් කරන්න.යන්ත්රවලට මුල සිටම අභිරුචි ප්රෝටීන යෝජනා කිරීමට ඉගැන්වීමෙන්. UW හි ඩේවිඩ් බේකර් සහ ඔහුගේ කණ්ඩායම සරල විමසීම් මත නැවත නැවත වැඩිදියුණු කිරීමෙන් හෝ පවතින ව්යුහයක තෝරාගත් කොටස් අතර හිඩැස් පිරවීමෙන් ප්රෝටීන නිර්මාණය කළ හැකි නව AI මෙවලමක් නිර්මාණය කළහ (විද්යාව2022, DOI:10.1126/science.abn2100). කණ්ඩායම විසින් නව වැඩසටහනක් වන ProteinMPNN ද දියත් කරන ලදී, එය බහු ප්රෝටීන් උප ඒකකවල සැලසුම් කරන ලද ත්රිමාණ හැඩතල සහ එකලස් කිරීම් වලින් ආරම්භ කර ඒවා කාර්යක්ෂමව සෑදීමට අවශ්ය ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙල තීරණය කළ හැකිය (විද්යාව2022, DOI:10.1126/science.add2187;10.1126/science.add1964). මෙම ජෛව රසායනිකව බුද්ධිමත් ඇල්ගොරිතම, නව ජෛව ද්රව්ය සහ ඖෂධවල භාවිතා කළ හැකි කෘතිම ප්රෝටීන සඳහා බ්ලූප්රින්ට් ගොඩනැගීමට විද්යාඥයින්ට සහාය විය හැකිය.
ණය: ඉයන් සී. හේඩන්/UW ප්රෝටීන් නිර්මාණ ආයතනය
යන්ත්ර ඉගෙනුම් ඇල්ගොරිතම විද්යාඥයින්ට නිශ්චිත කාර්යයන් මනසේ තබාගෙන නව ප්රෝටීන සිහින දැකීමට උපකාරී වේ.
පරිගණක රසායනඥයින්ගේ අභිලාෂයන් වර්ධනය වන විට, අණුක ලෝකය අනුකරණය කිරීමට භාවිතා කරන පරිගණක ද වර්ධනය වේ. ඕක් රිජ් ජාතික රසායනාගාරයේදී (ORNL), රසායනඥයින්ට මෙතෙක් නිර්මාණය කර ඇති බලවත්ම සුපිරි පරිගණකවලින් එකක් පිළිබඳ පළමු දර්ශනයක් ලැබුණි.ORNL හි එක්ස්-ස්කේල් සුපිරි පරිගණකය, ෆ්රොන්ටියර්, යනු පරිගණක අංක ගණිත ඒකකයක් වන තත්පරයකට ක්වින්ටිලියන 1 කට වඩා පාවෙන මෙහෙයුම් ගණනය කළ පළමු යන්ත්ර අතර වේ. එම පරිගණක වේගය ජපානයේ ෆුගාකු හි වත්මන් ශූරයා වන සුපිරි පරිගණකයට වඩා තුන් ගුණයකින් පමණ වේගවත්ය. ඉදිරි වසරේදී තවත් ජාතික රසායනාගාර දෙකක් ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ එක්සැස්කේල් පරිගණක හඳුන්වා දීමට සැලසුම් කරයි. මෙම අති නවීන යන්ත්රවල ප්රමාණයෙන් වැඩි පරිගණක බලය රසායනඥයින්ට ඊටත් වඩා විශාල අණුක පද්ධති සහ දිගු කාල පරිමාණයන් අනුකරණය කිරීමට ඉඩ සලසයි. එම ආකෘතිවලින් එකතු කරන ලද දත්ත, ෆ්ලාස්ක් එකක ප්රතික්රියා සහ ඒවා ආකෘතිකරණය කිරීමට භාවිතා කරන අථත්ය සමාකරණ අතර පරතරය අඩු කිරීමෙන් රසායන විද්යාවේ කළ හැකි දේවල සීමාවන් තල්ලු කිරීමට පර්යේෂකයන්ට උපකාරී විය හැකිය. "අපගේ න්යායික ක්රමවලින් හෝ ආකෘතිවලින් අතුරුදහන් වී ඇති දේ පිළිබඳව අපට සැබවින්ම ප්රශ්න ඇසීමට පටන් ගත හැකි ස්ථානයක අපි සිටිමු," අයෝවා ප්රාන්ත විශ්ව විද්යාලයේ පරිගණක රසායන විද්යාඥවරියක් සහ එක්සැස්කේල් පරිගණක ව්යාපෘතියේ ව්යාපෘති ප්රධානියා වන තෙරේසා වින්ඩස් සැප්තැම්බර් මාසයේදී C&EN වෙත පැවසුවාය. එක්ස්කාකේල් පරිගණක මත ක්රියාත්මක වන සමාකරණ රසායනඥයින්ට නව ඉන්ධන ප්රභවයන් සොයා ගැනීමට සහ නව දේශගුණයට ඔරොත්තු දෙන ද්රව්ය නිර්මාණය කිරීමට උපකාරී වේ.
රට පුරා, කැලිෆෝනියාවේ මෙන්ලෝ පාර්ක් හි, SLAC ජාතික ත්වරණ රසායනාගාරය ස්ථාපනය කරමින් පවතීලිනැක් කොහෙරන්ට් ආලෝක ප්රභවයට (LCLS) සුපිරි සිසිල් උත්ශ්රේණි කිරීම්එමඟින් රසායනඥයින්ට පරමාණු සහ ඉලෙක්ට්රෝනවල අතිශය වේගවත් ලෝකය ගැඹුරට එබී බැලීමට ඉඩ සැලසේ. මෙම පහසුකම කිලෝමීටර 3 ක රේඛීය ත්වරකයක් මත ගොඩනගා ඇති අතර, එහි කොටස් 2 K දක්වා ද්රව හීලියම් සමඟ සිසිල් කර, X-කිරණ නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන ලේසර් (XFEL) ලෙස හඳුන්වන සුපිරි දක්ෂ, සුපිරි වේගවත් ආලෝක ප්රභවයක් නිපදවයි. රසායනික බන්ධන සෑදීම සහ ප්රභාසංස්ලේෂණ එන්සයිම ක්රියා කිරීම වැනි අසංඛ්යාත ක්රියාවලීන් නැරඹීමට ඔවුන්ට හැකි වූ අණුක චිත්රපට නිර්මාණය කිරීම සඳහා රසායනඥයින් උපකරණවල බලවත් ස්පන්දන භාවිතා කර ඇත. "ෆෙම්ටෝ තත්පර ෆ්ලෑෂ් එකකදී, ඔබට පරමාණු නිශ්චලව සිටිනු දැකිය හැකිය, තනි පරමාණුක බන්ධන කැඩී යාම," ස්ටැන්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්යාලයේ සහ SLAC හි ඒකාබද්ධ පත්වීම් සහිත ද්රව්ය විද්යාඥ ලියෝරා ඩ්රෙසෙල්හවුස්-මාරයිස් ජූලි මාසයේදී C&EN වෙත පැවසීය. LCLS වෙත වැඩිදියුණු කිරීම් මඟින් විද්යාඥයින්ට නව හැකියාවන් ලබන වසරේ මුල් භාගයේදී ලබා ගත හැකි වන විට X-කිරණවල ශක්තීන් වඩා හොඳින් සකස් කිරීමට ද ඉඩ සැලසේ.
ණය: SLAC ජාතික ත්වරණ රසායනාගාරය
SLAC ජාතික ත්වරණකාරක රසායනාගාරයේ එක්ස් කිරණ ලේසර්, කැලිෆෝනියාවේ මෙන්ලෝ පාර්ක් හි කිලෝමීටර් 3 ක රේඛීය ත්වරකයක් මත ගොඩනගා ඇත.
මෙම වසරේදී, විද්යාඥයින් දිගු කලක් බලා සිටි ජේම්ස් වෙබ් අභ්යවකාශ දුරේක්ෂය (JWST) හෙළිදරව් කිරීම සඳහා කොතරම් බලවත් විය හැකිදැයි දුටුවේය.අපේ විශ්වයේ රසායනික සංකීර්ණතාව. නාසා සහ එහි හවුල්කරුවන් වන යුරෝපීය අභ්යවකාශ ඒජන්සිය, කැනේඩියානු අභ්යවකාශ ඒජන්සිය සහ අභ්යවකාශ දුරේක්ෂ විද්යා ආයතනය - තාරකා නිහාරිකා වල විශ්මයජනක ඡායාරූපවල සිට පුරාණ මන්දාකිණිවල මූලද්රව්ය ඇඟිලි සලකුණු දක්වා රූප දුසිම් ගණනක් දැනටමත් නිකුත් කර ඇත. ඩොලර් බිලියන 10 ක අධෝරක්ත දුරේක්ෂය අපගේ විශ්වයේ ගැඹුරු ඉතිහාසය ගවේෂණය කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති විද්යාත්මක උපකරණ කට්ටලවලින් සරසා ඇත. දශක ගණනාවක් තිස්සේ නිර්මාණය වෙමින් පවතින JWST, ඔක්සිජන්, නියොන් සහ අනෙකුත් පරමාණු වල වර්ණාවලීක්ෂ අත්සන් සමඟින් වසර බිලියන 4.6 කට පෙර දර්ශනය වූ කැරකෙන මන්දාකිණියක රූපයක් ලබා ගැනීමෙන් එහි ඉංජිනේරුවන්ගේ අපේක්ෂාවන් දැනටමත් අභිබවා ගොස් ඇත. විද්යාඥයින් විසින් පිටසක්වල ග්රහලෝකයක වාෂ්ප සහිත වලාකුළු සහ මීදුමෙහි අත්සන් ද මනින ලද අතර, තාරකා ජීව විද්යාඥයින්ට පෘථිවියෙන් ඔබ්බට වාසයට සුදුසු ලෝක සෙවීමට උපකාරී වන දත්ත සපයයි.
පළ කිරීමේ කාලය: පෙබරවාරි-07-2023