2022-ൽ വലിയ രസതന്ത്രത്തെ പുരോഗമിപ്പിച്ച ഭീമൻ ഉപകരണങ്ങൾ ഭീമാകാരമായ ഡാറ്റാ സെറ്റുകളും ഭീമാകാരമായ ഉപകരണങ്ങളും ഈ വർഷം രസതന്ത്രത്തെ ഭീമാകാരമായ തോതിൽ നേരിടാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിച്ചു.

2022-ൽ വലിയ രസതന്ത്രത്തെ വികസിപ്പിച്ച ഭീമൻ ഉപകരണങ്ങൾ

ഭീമാകാരമായ ഡാറ്റാ സെറ്റുകളും ഭീമാകാരമായ ഉപകരണങ്ങളും ഈ വർഷം രസതന്ത്രത്തെ ഭീമാകാരമായ തോതിൽ നേരിടാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിച്ചു.

എഴുതിയത്അരിയാന റെമ്മൽ

ക്രെഡിറ്റ്: ORNL-ലെ ഓക്ക് റിഡ്ജ് ലീഡർഷിപ്പ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സൗകര്യം

ഓക്ക് റിഡ്ജ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ ഫ്രോണ്ടിയർ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ, രസതന്ത്രജ്ഞരെ മുമ്പെന്നത്തേക്കാളും സങ്കീർണ്ണമായ തന്മാത്രാ സിമുലേഷനുകൾ സ്വീകരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന പുതിയ തലമുറ യന്ത്രങ്ങളിൽ ആദ്യത്തേതാണ്.

2022-ൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ വലിയ കണ്ടുപിടുത്തങ്ങൾ നടത്തി. രാസപരമായി കഴിവുള്ള കൃത്രിമ ബുദ്ധിയുടെ സമീപകാല പ്രവണതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഗവേഷകർ വലിയ മുന്നേറ്റം നടത്തി, അഭൂതപൂർവമായ തോതിൽ പ്രോട്ടീൻ ഘടനകൾ പ്രവചിക്കാൻ കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ പഠിപ്പിച്ചു. ജൂലൈയിൽ, ആൽഫബെറ്റിന്റെ ഉടമസ്ഥതയിലുള്ള കമ്പനിയായ ഡീപ്പ് മൈൻഡ്, ഘടനകൾ അടങ്ങിയ ഒരു ഡാറ്റാബേസ് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.അറിയപ്പെടുന്ന മിക്കവാറും എല്ലാ പ്രോട്ടീനുകളും—100 ദശലക്ഷത്തിലധികം സ്പീഷീസുകളിൽ നിന്നുള്ള 200 ദശലക്ഷത്തിലധികം വ്യക്തിഗത പ്രോട്ടീനുകൾ—മെഷീൻ ലേണിംഗ് അൽഗോരിതം ആൽഫഫോൾഡ് പ്രവചിച്ചതുപോലെ. തുടർന്ന്, നവംബറിൽ, ടെക് കമ്പനിയായ മെറ്റാ പ്രോട്ടീൻ പ്രവചന സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുരോഗതി പ്രദർശിപ്പിച്ചു, 'ഇ.എസ്.എം.ഫോൾഡ്. ഇതുവരെ പിയർ-റിവ്യൂ ചെയ്തിട്ടില്ലാത്ത ഒരു പ്രീപ്രിന്റ് പഠനത്തിൽ, മെറ്റാ ഗവേഷകർ അവരുടെ പുതിയ അൽഗോരിതം ആൽഫഫോൾഡിനെപ്പോലെ കൃത്യമല്ലെന്നും എന്നാൽ വേഗതയേറിയതാണെന്നും റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു. വർദ്ധിച്ച വേഗത കാരണം ഗവേഷകർക്ക് വെറും 2 ആഴ്ചയ്ക്കുള്ളിൽ 600 ദശലക്ഷം ഘടനകൾ പ്രവചിക്കാൻ കഴിയും (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).

വാഷിംഗ്ടൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റി (യുഡബ്ല്യു) സ്കൂൾ ഓഫ് മെഡിസിനിലെ ജീവശാസ്ത്രജ്ഞർ സഹായിക്കുന്നുപ്രകൃതിയുടെ മാതൃകയ്ക്ക് അപ്പുറം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ ബയോകെമിക്കൽ കഴിവുകൾ വികസിപ്പിക്കുക.പുതുതായി നിർമ്മിച്ച പ്രോട്ടീനുകൾ നിർദ്ദേശിക്കാൻ യന്ത്രങ്ങളെ പഠിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്. ലളിതമായ പ്രോംപ്റ്റുകളിൽ ആവർത്തിച്ച് മെച്ചപ്പെടുത്തിയോ നിലവിലുള്ള ഒരു ഘടനയുടെ തിരഞ്ഞെടുത്ത ഭാഗങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള വിടവുകൾ നികത്തിയോ പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒരു പുതിയ AI ഉപകരണം UW യിലെ ഡേവിഡ് ബേക്കറും സംഘവും സൃഷ്ടിച്ചു (ശാസ്ത്രം2022, DOI:10.1126/സയൻസ്.എബിഎൻ2100). ഒന്നിലധികം പ്രോട്ടീൻ ഉപയൂണിറ്റുകളുടെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത 3D ആകൃതികളിൽ നിന്നും അസംബ്ലികളിൽ നിന്നും ആരംഭിച്ച് അവയെ കാര്യക്ഷമമായി നിർമ്മിക്കാൻ ആവശ്യമായ അമിനോ ആസിഡ് ശ്രേണികൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയുന്ന പ്രോട്ടീൻ എംപിഎൻഎൻ എന്ന പുതിയ പ്രോഗ്രാമും സംഘം അവതരിപ്പിച്ചു (ശാസ്ത്രം2022, DOI:10.1126/സയൻസ്.ആഡ്2187;10.1126/സയൻസ്.ആഡ്1964). പുതിയ ബയോമെറ്റീരിയലുകളിലും ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കലുകളിലും ഉപയോഗിക്കാവുന്ന കൃത്രിമ പ്രോട്ടീനുകൾക്കായുള്ള ബ്ലൂപ്രിന്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കാൻ ഈ ബയോകെമിക്കൽ വിദഗ്ദ്ധ അൽഗോരിതങ്ങൾക്ക് കഴിയും.

ക്രെഡിറ്റ്: ഇയാൻ സി. ഹെയ്ഡൺ/യുഡബ്ല്യു ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ പ്രോട്ടീൻ ഡിസൈൻ

പ്രത്യേക പ്രവർത്തനങ്ങൾ മനസ്സിൽ വെച്ചുകൊണ്ട് പുതിയ പ്രോട്ടീനുകൾ സ്വപ്നം കാണാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ മെഷീൻ ലേണിംഗ് അൽഗോരിതൈമുകൾ സഹായിക്കുന്നു.

കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ കെമിസ്റ്റുകളുടെ അഭിലാഷങ്ങൾ വളരുന്നതിനനുസരിച്ച്, തന്മാത്രാ ലോകത്തെ അനുകരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടറുകളും വളരുന്നു. ഓക്ക് റിഡ്ജ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിൽ (ORNL), ഇതുവരെ നിർമ്മിച്ചതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ശക്തമായ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ ഒന്നിന്റെ ആദ്യ കാഴ്ച രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് ലഭിച്ചു.ORNL-ന്റെ എക്സാസ്കെയിൽ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ, ഫ്രോണ്ടിയർ, കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ഗണിതത്തിന്റെ ഒരു യൂണിറ്റായ സെക്കൻഡിൽ 1 ക്വിന്റിൽ അധികം ഫ്ലോട്ടിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ കണക്കാക്കുന്ന ആദ്യത്തെ മെഷീനുകളിൽ ഒന്നാണ്. ആ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വേഗത നിലവിലെ ചാമ്പ്യനായ ജപ്പാനിലെ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ ഫുഗാകുവിന്റെ മൂന്നിരട്ടി വേഗതയുള്ളതാണ്. അടുത്ത വർഷം, രണ്ട് ദേശീയ ലബോറട്ടറികൾ കൂടി യുഎസിൽ എക്സാസ്കെയിൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ അവതരിപ്പിക്കാൻ പദ്ധതിയിടുന്നു. ഈ അത്യാധുനിക മെഷീനുകളുടെ വലിപ്പം കൂടിയ കമ്പ്യൂട്ടർ ശക്തി രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് കൂടുതൽ വലിയ തന്മാത്രാ സംവിധാനങ്ങളെയും ദൈർഘ്യമേറിയ സമയ സ്കെയിലുകളെയും അനുകരിക്കാൻ അനുവദിക്കും. ആ മോഡലുകളിൽ നിന്ന് ശേഖരിക്കുന്ന ഡാറ്റ, ഒരു ഫ്ലാസ്കിലെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും അവയെ മാതൃകയാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന വെർച്വൽ സിമുലേഷനുകളും തമ്മിലുള്ള വിടവ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ രസതന്ത്രത്തിൽ സാധ്യമായതിന്റെ അതിരുകൾ മറികടക്കാൻ ഗവേഷകരെ സഹായിക്കും. "നമ്മുടെ സൈദ്ധാന്തിക രീതികളിൽ നിന്നോ മോഡലുകളിൽ നിന്നോ എന്താണ് നഷ്ടപ്പെട്ടതെന്ന് നമുക്ക് ശരിക്കും ചോദ്യങ്ങൾ ചോദിക്കാൻ തുടങ്ങുന്ന ഒരു ഘട്ടത്തിലാണ് ഞങ്ങൾ," അയോവ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ കെമിസ്റ്റും എക്സാസ്കെയിൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പ്രോജക്റ്റിന്റെ പ്രോജക്ട് ലീഡുമായ തെരേസ വിൻഡസ് സെപ്റ്റംബറിൽ C&EN-നോട് പറഞ്ഞു. എക്സാസ്കെയിൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സിമുലേഷനുകൾ രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് നൂതന ഇന്ധന സ്രോതസ്സുകൾ കണ്ടുപിടിക്കാനും പുതിയ കാലാവസ്ഥാ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള വസ്തുക്കൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനും സഹായിക്കും.

രാജ്യത്തുടനീളം, കാലിഫോർണിയയിലെ മെൻലോ പാർക്കിൽ, SLAC നാഷണൽ ആക്സിലറേറ്റർ ലബോറട്ടറി സ്ഥാപിക്കുന്നുലിനാക് കോഹെറന്റ് ലൈറ്റ് സോഴ്‌സിലേക്ക് (LCLS) സൂപ്പർകൂൾ അപ്‌ഗ്രേഡുകൾ.ആറ്റങ്ങളുടെയും ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും അതിവേഗ ലോകത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ നോക്കാൻ രസതന്ത്രജ്ഞരെ ഇത് അനുവദിക്കും. 3 കിലോമീറ്റർ ലീനിയർ ആക്സിലറേറ്ററിലാണ് ഈ സൗകര്യം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതിന്റെ ഭാഗങ്ങൾ 2 കെൽവിയിലേക്ക് ദ്രാവക ഹീലിയം ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിച്ച് എക്സ്-റേ ഫ്രീ-ഇലക്ട്രോൺ ലേസർ (XFEL) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു തരം സൂപ്പർ റൈറ്റ്, സൂപ്പർ ഫാസ്റ്റ് പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. കെമിസ്റ്റുകൾ ഉപകരണങ്ങളുടെ ശക്തമായ പൾസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് തന്മാത്രാ സിനിമകൾ നിർമ്മിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് കെമിക്കൽ ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതും ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് എൻസൈമുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതും പോലുള്ള എണ്ണമറ്റ പ്രക്രിയകൾ കാണാൻ അവരെ പ്രാപ്തരാക്കി. "ഒരു ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് ഫ്ലാഷിൽ, ആറ്റങ്ങൾ നിശ്ചലമായി നിൽക്കുന്നതും ഒറ്റ ആറ്റോമിക് ബോണ്ടുകൾ പൊട്ടുന്നതും നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും," സ്റ്റാൻഫോർഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലും SLAC യിലും സംയുക്ത നിയമനങ്ങളുള്ള മെറ്റീരിയൽ ശാസ്ത്രജ്ഞയായ ലിയോറ ഡ്രെസെൽഹോസ്-മറൈസ് ജൂലൈയിൽ C&EN-നോട് പറഞ്ഞു. പുതിയ കഴിവുകൾ അടുത്ത വർഷം ആദ്യം ലഭ്യമാകുമ്പോൾ എക്സ്-റേകളുടെ ഊർജ്ജം മികച്ച രീതിയിൽ ട്യൂൺ ചെയ്യാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അനുവദിക്കാനും LCLS-ലേക്കുള്ള അപ്‌ഗ്രേഡുകൾ സഹായിക്കും.

ക്രെഡിറ്റ്: SLAC നാഷണൽ ആക്സിലറേറ്റർ ലബോറട്ടറി

കാലിഫോർണിയയിലെ മെൻലോ പാർക്കിലുള്ള 3 കിലോമീറ്റർ ലീനിയർ ആക്സിലറേറ്ററിലാണ് SLAC നാഷണൽ ആക്സിലറേറ്റർ ലബോറട്ടറിയുടെ എക്സ്-റേ ലേസർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

ഈ വർഷം, ഏറെക്കാലമായി കാത്തിരുന്ന ജെയിംസ് വെബ് ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി (ജെഡബ്ല്യുഎസ്ടി) എത്രത്തോളം ശക്തമാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടു.നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രാസ സങ്കീർണ്ണത. നാസയും അതിന്റെ പങ്കാളികളായ യൂറോപ്യൻ ബഹിരാകാശ ഏജൻസി, കനേഡിയൻ ബഹിരാകാശ ഏജൻസി, ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി സയൻസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് എന്നിവയും ഇതിനകം ഡസൻ കണക്കിന് ചിത്രങ്ങൾ പുറത്തിറക്കിയിട്ടുണ്ട്, അവയിൽ നക്ഷത്ര നെബുലകളുടെ മിന്നുന്ന ഛായാചിത്രങ്ങൾ മുതൽ പുരാതന ഗാലക്സികളുടെ മൂലക വിരലടയാളങ്ങൾ വരെ ഉൾപ്പെടുന്നു. 10 ബില്യൺ ഡോളർ വിലമതിക്കുന്ന ഇൻഫ്രാറെഡ് ദൂരദർശിനി നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആഴത്തിലുള്ള ചരിത്രം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത നിരവധി ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണങ്ങൾ കൊണ്ട് അലങ്കരിച്ചിരിക്കുന്നു. പതിറ്റാണ്ടുകളായി നിർമ്മാണത്തിലിരിക്കുന്ന ജെഡബ്ല്യുഎസ്ടി, 4.6 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട ഒരു കറങ്ങുന്ന ഗാലക്സിയുടെ ചിത്രം പകർത്തി, ഓക്സിജൻ, നിയോൺ, മറ്റ് ആറ്റങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് ഒപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അതിന്റെ എഞ്ചിനീയർമാരുടെ പ്രതീക്ഷകളെ മറികടന്നു. ഒരു എക്സോപ്ലാനറ്റിലെ നീരാവി മേഘങ്ങളുടെയും മൂടൽമഞ്ഞിന്റെയും ഒപ്പുകളും ശാസ്ത്രജ്ഞർ അളന്നു, ഭൂമിക്കപ്പുറത്തുള്ള വാസയോഗ്യമായ ലോകങ്ങൾക്കായി തിരയാൻ ജ്യോതിർജീവശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കുന്ന ഡാറ്റ നൽകുന്നു.