Nanome usa la realidad virtual para construir moléculas y verifica las recomendaciones de inteligencia artificial

Los químicos pueden manipular moléculas, observar la interacción de las proteínas y compartir su trabajo con colegas en la plataforma de realidad virtual.

La empresa de software Nanome ha creado una plataforma de software que los químicos y otros investigadores pueden utilizar para construir y experimentar con moléculas en la realidad virtual.

Imagen: Nanome

Los químicos pueden ser uno de los primeros investigadores en ver los beneficios de trabajar en la realidad virtual en lugar de la realidad real. La compañía de software de realidad virtual Nanome tiene un reemplazo del siglo XXI para los modelos de bolas y palos que datan de 1865, así como modelos de software que crean imágenes 2D de moléculas en las pantallas de las computadoras.

La plataforma de realidad virtual se ha ganado a investigadores altamente capacitados que son escépticos de todo lo que, al mismo tiempo, han estado esperando durante décadas a que esta tecnología madure, según Steve McCloskey, fundador y CEO de Nanome.

«Esto le da a un científico una comprensión fundamental de los datos que está mirando y en segundos tienen una comprensión completamente diferente», dijo. «Tienen órdenes de magnitud más de información».

Dijo que la experiencia de realidad virtual brinda a las personas que han estado mirando una molécula en particular durante años una perspectiva completamente nueva sobre las interacciones átomo a átomo.

«Esto les da a los investigadores una comprensión estéreo completa de estas moléculas sin más abstracción», dijo.

Andrey Kovalevsky, científico senior de I + D en la división de dispersión de neutrones del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, dijo que usar el software Nanome es como entrar en una estructura de proteína y ver el mundo como lo hace la proteína, una experiencia más tridimensional que cualquier programa puede lograr. en un monitor de computadora.

«Casi se puede sentir cómo un ligando de molécula pequeña interactúa con la proteína objetivo», dijo.

Kovalevsky utiliza el software Nanome para el análisis en profundidad de las estructuras de proteínas, diseñando estudios de relación estructura-actividad y probando ideas para el diseño de fármacos.

«Todo esto se puede hacer con personas dentro de una sala de realidad virtual contigo como si estuviéramos mirando y manipulando estructuras de proteínas mientras estábamos juntos en una sala de conferencias», dijo.

Dijo que el software de realidad virtual le permitió realizar análisis con los que antes solo soñaba.

«La realidad virtual ha ayudado a dos de nuestros proyectos (inhibidores de la proteasa principal del SARS-CoV-2 y antídotos para la acetilcolinesterasa humana inhibida por organofosforados) a progresar a un ritmo mucho más rápido de lo que sería posible», dijo Kovalevsky.

VER: La capacitación en realidad virtual se expande para hacer que la educación colaborativa sea relevante para todos los trabajadores y para todas las habilidades.

Keita Fukanawa, director de operaciones de Nanome, ve la plataforma de realidad virtual como un complemento necesario para los modelos de inteligencia artificial y los algoritmos de computación cuántica que generan nuevos prototipos de fármacos.

«Incluso si tienes una droga imaginaria que se le ocurrió a una IA de la nada, si no entiendes los matices de la estructura 3D, te perderás la oportunidad de mejorar la IA», dijo.

Nanome recaudó más de $ 3 millones en fondos este año y recientemente anunció su mayor despliegue hasta la fecha con Roivant Discovery, la división de investigación de la compañía biofarmacéutica Roivant Sciences. La plataforma computacional de Roivant predice la naturaleza tridimensional dinámica de las estructuras de proteínas, que se generan mediante la mecánica cuántica, la dinámica molecular y técnicas de aprendizaje automático mediante una combinación de recursos de computación en la nube y internos.

Además de invertir en inteligencia artificial y computación cuántica, las empresas deben invertir en capacitación para que los empleados puedan comprender y evaluar críticamente los resultados y las recomendaciones de los algoritmos, dijo McClosky.

«La tecnología espacial e inmersiva es fundamental para que las personas puedan mantenerse al día con los principales avances tecnológicos», dijo.

Construyendo moléculas en realidad virtual

McClosky tiene un título en nanoingeniería y fundó la empresa en 2016 con la idea de crear una herramienta práctica para trabajar a nanoescala.

El Laboratorio de Investigación para el Banco de Datos de Proteínas de Bioinformática Estructural es un recurso de datos digitales de acceso abierto que contiene datos de estructura en 3D para grandes moléculas biológicas. Las estructuras PDB para proteínas, ADN y ARN están disponibles gratuitamente para todos los consumidores de datos. Los usuarios de Nanome cargan esta información de PDB en el software para comenzar a experimentar.

Los investigadores utilizan la herramienta MedChem de Nanome para seleccionar elementos de la tabla periódica para diseñar moléculas pequeñas. Los usuarios pueden ver una molécula desde todos los ángulos y cambiar su tamaño de lo suficientemente pequeño para sostenerlo en una mano a lo suficientemente grande para estar debajo. La simulación de realidad virtual también muestra cómo las moléculas se mueven e interactúan entre sí.

«Tienes una cosa 3D complicada que se mueve e interactúa con otra cosa 3D, y la realidad virtual realmente se presta a esto», dijo. «Puede ver todo el proceso, no solo predecir la estructura con el software».

La plataforma también incluye integraciones de flujo de trabajo y API para datos de proyectos y moléculas, dinámica molecular de acoplamiento automatizado y propiedades calculadas.

Fukanawa dijo que la empresa tiene tres tipos de usuarios:

Individuos que trabajan solos en sesiones de una hora (o hasta que se agote la batería del auricular) Una o dos personas que trabajan juntas y luego realizan una revisión de diseño semanal con otro miembro del equipo Presentaciones grupales que van desde cinco a 30 personas en entornos empresariales y educativos

Los usuarios pueden registrar toda la actividad en el espacio de trabajo, incluidas las estructuras, los menús y los movimientos de manos y brazos para reproducirlos más adelante. Los usuarios pueden pausar e interactuar con las estructuras durante la reproducción, lo que lo hace útil para la colaboración asincrónica. McCloskey Dijo que los científicos de Oakridge también utilizaron la plataforma para el trabajo remoto durante los primeros meses de la pandemia.

El nanoma también es útil para la ingeniería química general.

«También tenemos un investigador universitario que está investigando sobre baterías utilizando nuestro software», dijo.

La empresa cuenta con un canal público de Slack para las personas interesadas en la herramienta. El software es gratuito para uso personal. Hay licencias de usuario único para investigación y uso en el aula, así como niveles de precios empresariales y en la nube.

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