2022 елда зур химияне алга этәргән зур кораллар. Зур мәгълүмат җыелмалары һәм гаять зур кораллар галимнәргә быел химияне зур масштабта өйрәнергә ярдәм итте.

2022 елда зур химияне алга этәргән зур кораллар

Зур мәгълүмат җыелмалары һәм гаять зур кораллар галимнәргә быел химияне зур күләмдә өйрәнергә ярдәм итте

тарафыннанАриана Реммель

Кредит: ORNLдагы Oak Ridge Leadership Computing Facility

Оак-Ридж милли лабораториясендәге Frontier суперкомпьютеры - химикларга элеккегә караганда катлаулырак молекуляр симуляцияләрне үзләштерергә ярдәм итәчәк яңа буын машиналарының беренчесе.

Галимнәр 2022 елда зур кораллар ярдәмендә зур ачышлар ясадылар. Химик яктан компетентлы ясалма интеллектның соңгы тенденциясенә нигезләнеп, тикшеренүчеләр зур уңышларга ирештеләр, компьютерларны моңарчы күрелмәгән масштабта аксым структураларын фаразларга өйрәттеләр. Июль аенда Alphabet компаниясенә караган DeepMind компаниясе структураларны үз эченә алган мәгълүмат базасын бастырып чыгарды.барлык билгеле аксымнар диярлек—100 миллионнан артык төрдән 200 миллионнан артык аерым аксым — AlphaFold машина өйрәнү алгоритмы фаразлаганча. Аннары, ноябрь аенда Meta технологик компаниясе ясалма интеллект алгоритмы белән аксым фаразлау технологиясендәге казанышларын күрсәтте.ESMFoldӘлегә экспертлар тарафыннан каралмаган басмага кадәрге тикшеренүдә Meta тикшеренүчеләре үзләренең яңа алгоритмы AlphaFold кебек төгәл түгел, ләкин тизрәк булуын хәбәр иттеләр. Тизлекнең артуы тикшеренүчеләргә нибары 2 атна эчендә 600 миллион структураны фаразларга мөмкинлек бирде (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).

Вашингтон Университетының (UW) Медицина Мәктәбенең биологлары ярдәм итәкомпьютерларның биохимик мөмкинлекләрен табигать шаблоныннан тыш киңәйтүмашиналарга махсус аксымнарны нульдән башлап тәкъдим итәргә өйрәтү юлы белән. UWдан Дэвид Бейкер һәм аның командасы гади сорауларны кабатлап яхшырту яки булган структураның сайланган өлешләре арасындагы бушлыкларны тутыру юлы белән аксымнарны проектлый алырлык яңа ясалма интеллект коралын булдырдылар (Фән2022, DOI:10.1126/science.abn2100). Команда шулай ук ​​яңа программа, ProteinMPNN, тәкъдим итте, ул берничә аксым субберәмлегенең 3D формаларын һәм җыелмаларын эшләүдән башлап, аннары аларны нәтиҗәле ясау өчен кирәкле аминокислоталар эзлеклелеген билгели ала (Фән2022, DOI:10.1126/science.add2187;10.1126/science.add1964Бу биохимик яктан оста алгоритмнар галимнәргә яңа биоматериалларда һәм фармацевтикада кулланылырга мөмкин булган ясалма аксымнар өчен проектлар төзүдә ярдәм итә ала.

Авторлык хокукы: Иэн К. Хайдон/Университетның Аксым Дизайн Институты

Машина белән өйрәнү алгоритмнары галимнәргә билгеле бер функцияләрне истә тотып, яңа аксымнар турында хыялланырга ярдәм итә.

Химик исәпләү белгечләренең амбицияләре үскән саен, молекуляр дөньяны симуляцияләү өчен кулланылган компьютерлар да арта. Оак-Ридж милли лабораториясендә (ORNL) химиктер иң көчле суперкомпьютерларның берсен беренче тапкыр күрделәр.ORNL-ның эксраскалярлы Frontier суперкомпьютеры, секундына 1 квинтиллионнан артык йөзүче операцияләрне исәпләгән беренче машиналарның берсе, исәпләү арифметикасы берәмлеге. Бу исәпләү тизлеге гамәлдәге чемпион, Япониядәге Fugaku суперкомпьютерыннан якынча өч тапкыр тизрәк. Киләсе елда тагын ике милли лаборатория АКШта эксазкалей компьютерларын тәкъдим итәргә планлаштыра. Бу заманча машиналарның компьютер көче химикларга тагын да зуррак молекуляр системаларны һәм озынрак вакыт масштабларында симуляцияләргә мөмкинлек бирәчәк. Бу модельләрдән җыелган мәгълүматлар тикшеренүчеләргә колбадагы реакцияләр һәм аларны модельләштерү өчен кулланылган виртуаль симуляцияләр арасындагы аерманы киметеп, химиядә мөмкин булган чикләрне киңәйтергә ярдәм итә ала. "Без чыннан да безнең теоретик ысулларыбызда яки модельләребездә экспериментның чынбарлыкка якынайтачак нәрсә җитми дигән сораулар бирә башлый алырлык ноктада", - диде Айова дәүләт университетының исәпләү химигы һәм Exascale исәпләү проектының проект җитәкчесе Тереза ​​Виндус сентябрь аенда C&ENга. Эксазкалей компьютерларында башкарыла торган симуляцияләр химикларга яңа ягулык чыганакларын уйлап табарга һәм климатка чыдам яңа материаллар эшләргә ярдәм итә ала.

Ил буенча, Калифорниянең Менло-Парк шәһәрендә, SLAC Милли Акселератор Лабораториясе урнаштырылаLinac Coherent Light Source (LCLS) өчен супер шәп яңартуларбу химикларга атомнар һәм электроннарның ультра тиз дөньясына тирәнрәк карарга мөмкинлек бирә ала. Корылма 3 км озынлыктагы сызыклы тизләткечтә төзелгән, аның өлешләре 2 К га кадәр сыек гелий белән суытыла, рентген ирекле электрон лазеры (XFEL) дип аталган супер якты, супер тиз яктылык чыганагы төрен җитештерү өчен. Химиклар җайланмаларның көчле импульсларын молекуляр фильмнар ясау өчен кулландылар, бу аларга химик бәйләнешләр формалашу һәм фотосинтетик ферментларның эшләве кебек күпсанлы процессларны күзәтергә мөмкинлек бирде. "Фемтосекундлы ялтыравыкта сез атомнарның хәрәкәтсез торуын, бер атом бәйләнешләренең өзелүен күрә аласыз", - диде июль аенда Стэнфорд университеты һәм SLACта бергә эшләгән материаллар галиме Леора Дрессельхаус-Мараис C&ENга. LCLS яңартулары шулай ук ​​галимнәргә киләсе елның башында яңа мөмкинлекләр барлыкка килгәч рентген нурларының энергиясен яхшырак көйләргә мөмкинлек бирәчәк.

Кредит: SLAC Милли Акселератор Лабораториясе

SLAC Милли Тизләткеч Лабораториясенең рентген лазеры Калифорниянең Менло Парк шәһәрендә 3 км озынлыктагы сызыклы тизләткечкә корылган.

Быел галимнәр шулай ук ​​күптән көтелгән Джеймс Уэбб космик телескопының (JWST) ни дәрәҗәдә көчле булуын күрделәр.Галәмебезнең химик катлаулылыгыNASA һәм аның партнерлары - Европа Космик Агентлыгы, Канада Космик Агентлыгы һәм Космик Телескоп Фәнни Институты - йолдыз томанлыкларының күз явын алырлык портретларыннан алып борынгы галактикаларның элементар бармак эзләренә кадәр дистәләгән рәсемнәр бастырып чыгардылар инде. 10 миллиард долларлык инфракызыл телескоп безнең Галәмнең тирән тарихын өйрәнү өчен эшләнгән фәнни кораллар җыелмасы белән бизәлгән. Дистә еллар дәвамында JWST 4,6 миллиард ел элек күренгән әйләнүче галактиканың рәсемен төшереп, инженерларының көткәннәрен дә аклады, анда кислород, неон һәм башка атомнарның спектроскопик билгеләре бар иде. Галимнәр шулай ук ​​экзопланетада парлы болытлар һәм томан билгеләрен үлчәделәр, бу астробиологларга Җирдән читтә яшәргә яраклы дөньяларны эзләргә ярдәм итә алырлык мәгълүматлар бирде.