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

വമ്പിച്ച ഉപകരണങ്ങൾ 2022-ൽ വലിയ രസതന്ത്രം വികസിപ്പിച്ചു

ഭീമാകാരമായ ഡാറ്റാ സെറ്റുകളും ഭീമാകാരമായ ഉപകരണങ്ങളും ഈ വർഷം രസതന്ത്രത്തെ വലിയ തോതിൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിച്ചു

വഴിഅരിയാന റെമ്മൽ

കടപ്പാട്: ORNL-ൽ ഓക്ക് റിഡ്ജ് ലീഡർഷിപ്പ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഫെസിലിറ്റി

ഓക്ക് റിഡ്ജ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ ഫ്രോണ്ടിയർ സൂപ്പർകമ്പ്യൂട്ടർ എന്നത്തേക്കാളും സങ്കീർണ്ണമായ തന്മാത്രാ സിമുലേഷനുകൾ സ്വീകരിക്കാൻ രസതന്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കുന്ന ഒരു പുതിയ തലമുറ യന്ത്രങ്ങളിൽ ആദ്യത്തേതാണ്.

ശാസ്ത്രജ്ഞർ 2022-ൽ സൂപ്പർസൈസ്ഡ് ടൂളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വലിയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ നടത്തി. രാസപരമായി കഴിവുള്ള ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസിന്റെ സമീപകാല പ്രവണതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഗവേഷകർ വലിയ മുന്നേറ്റം നടത്തി, അഭൂതപൂർവമായ തോതിൽ പ്രോട്ടീൻ ഘടനകളെ പ്രവചിക്കാൻ കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ പഠിപ്പിച്ചു.ജൂലൈയിൽ, ആൽഫബെറ്റിന്റെ ഉടമസ്ഥതയിലുള്ള കമ്പനിയായ DeepMind ഇതിന്റെ ഘടനകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു ഡാറ്റാബേസ് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചുഅറിയപ്പെടുന്ന മിക്കവാറും എല്ലാ പ്രോട്ടീനുകളും—100 ദശലക്ഷത്തിലധികം സ്പീഷീസുകളിൽ നിന്നുള്ള 200 ദശലക്ഷത്തിലധികം വ്യക്തിഗത പ്രോട്ടീനുകൾ—മെഷീൻ ലേണിംഗ് അൽഗോരിതം ആൽഫഫോൾഡ് പ്രവചിച്ചതുപോലെ.നവംബറിൽ, ടെക് കമ്പനിയായ മെറ്റ പ്രോട്ടീൻ പ്രവചന സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ അതിന്റെ പുരോഗതി AI അൽഗോരിതം ഉപയോഗിച്ച് പ്രകടമാക്കി.ESMFold.ഇതുവരെ പിയർ-റിവ്യൂ ചെയ്തിട്ടില്ലാത്ത ഒരു പ്രീപ്രിന്റ് പഠനത്തിൽ, മെറ്റാ ഗവേഷകർ അവരുടെ പുതിയ അൽഗോരിതം ആൽഫഫോൾഡ് പോലെ കൃത്യമല്ലെന്നും എന്നാൽ വേഗമേറിയതാണെന്നും റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.വർദ്ധിച്ച വേഗത അർത്ഥമാക്കുന്നത് വെറും 2 ആഴ്ചകൾക്കുള്ളിൽ ഗവേഷകർക്ക് 600 ദശലക്ഷം ഘടനകൾ പ്രവചിക്കാൻ കഴിയും (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).

യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് വാഷിംഗ്ടൺ (UW) സ്കൂൾ ഓഫ് മെഡിസിനിലെ ജീവശാസ്ത്രജ്ഞർ സഹായിക്കുന്നുപ്രകൃതിയുടെ ടെംപ്ലേറ്റിനപ്പുറം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ ജൈവ രാസപരമായ കഴിവുകൾ വികസിപ്പിക്കുകആദ്യം മുതൽ ബെസ്പോക്ക് പ്രോട്ടീനുകൾ നിർദ്ദേശിക്കാൻ യന്ത്രങ്ങളെ പഠിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ.UW യുടെ ഡേവിഡ് ബേക്കറും സംഘവും ഒരു പുതിയ AI ടൂൾ സൃഷ്ടിച്ചു, അത് ലളിതമായ പ്രോംപ്റ്റുകളിൽ ആവർത്തിച്ച് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെയോ നിലവിലുള്ള ഘടനയുടെ തിരഞ്ഞെടുത്ത ഭാഗങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള വിടവുകൾ നികത്തുന്നതിലൂടെയോ പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയും.ശാസ്ത്രം2022, DOI:10.1126/science.abn2100).ഒന്നിലധികം പ്രോട്ടീൻ ഉപയൂണിറ്റുകളുടെ രൂപകല്പന ചെയ്ത 3D രൂപങ്ങളിൽ നിന്നും അസംബ്ലികളിൽ നിന്നും ആരംഭിച്ച് അവ കാര്യക്ഷമമായി നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ അമിനോ ആസിഡ് സീക്വൻസുകൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയുന്ന ProteinMPNN എന്ന പുതിയ പ്രോഗ്രാമും ടീം അവതരിപ്പിച്ചു.ശാസ്ത്രം2022, DOI:10.1126/science.add2187;10.1126/science.add1964).പുതിയ ബയോ മെറ്റീരിയലുകളിലും ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കലുകളിലും ഉപയോഗിക്കാവുന്ന കൃത്രിമ പ്രോട്ടീനുകൾക്കായുള്ള ബ്ലൂപ്രിന്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ ഈ ബയോകെമിക്കൽ വിദഗ്ദ്ധ അൽഗോരിതങ്ങൾ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കും.

കടപ്പാട്: Ian C. Haydon/UW Institute for Protein Design

മെഷീൻ ലേണിംഗ് അൽഗോരിതങ്ങൾ പ്രത്യേക പ്രവർത്തനങ്ങൾ മനസ്സിൽ വെച്ച് പുതിയ പ്രോട്ടീനുകൾ സ്വപ്നം കാണാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കുന്നു.

കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ രസതന്ത്രജ്ഞരുടെ അഭിലാഷങ്ങൾ വളരുന്നതനുസരിച്ച്, തന്മാത്രാ ലോകത്തെ അനുകരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടറുകളും വളരുന്നു.ഓക്ക് റിഡ്ജ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിൽ (ORNL), ഇതുവരെ നിർമ്മിച്ചതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ശക്തമായ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലൊന്ന് രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് ആദ്യ നോട്ടം ലഭിച്ചു.ORNL-ന്റെ എക്സാസ്‌കെയിൽ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ, ഫ്രോണ്ടിയർ, ഒരു സെക്കൻഡിൽ 1 ക്വിന്റില്യൺ ഫ്ലോട്ടിംഗ് ഓപ്പറേഷനുകൾ കണക്കാക്കുന്ന ആദ്യത്തെ മെഷീനുകളിൽ ഒന്നാണ്, ഇത് കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ഗണിതത്തിന്റെ ഒരു യൂണിറ്റ്.ആ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വേഗത നിലവിലെ ചാമ്പ്യനായ ജപ്പാനിലെ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ ഫുഗാകുവിനേക്കാൾ മൂന്നിരട്ടി വേഗതയുള്ളതാണ്.അടുത്ത വർഷം, രണ്ട് ദേശീയ ലബോറട്ടറികൾ കൂടി യുഎസിൽ എക്‌സ്‌സ്‌കെയിൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ അവതരിപ്പിക്കാൻ പദ്ധതിയിടുന്നു.ഈ അത്യാധുനിക യന്ത്രങ്ങളുടെ വലിപ്പം കൂടിയ കംപ്യൂട്ടർ ശക്തി രസതന്ത്രജ്ഞരെ ഇതിലും വലിയ തന്മാത്രാ സംവിധാനങ്ങളെ അനുകരിക്കാനും കൂടുതൽ സമയ സ്കെയിലുകളിലും അനുവദിക്കും.ആ മോഡലുകളിൽ നിന്ന് ശേഖരിക്കുന്ന ഡാറ്റ, ഒരു ഫ്ലാസ്കിലെ പ്രതികരണങ്ങളും അവയെ മാതൃകയാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന വെർച്വൽ സിമുലേഷനുകളും തമ്മിലുള്ള വിടവ് ചുരുക്കി രസതന്ത്രത്തിൽ സാധ്യമായതിന്റെ അതിരുകൾ മറികടക്കാൻ ഗവേഷകരെ സഹായിക്കും."നമ്മുടെ സൈദ്ധാന്തിക രീതികളിൽ നിന്നോ മാതൃകകളിൽ നിന്നോ എന്താണ് നഷ്‌ടമായത് എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ശരിക്കും ചോദ്യങ്ങൾ ചോദിക്കാൻ തുടങ്ങുന്ന ഘട്ടത്തിലാണ് ഞങ്ങൾ, ഒരു പരീക്ഷണം നമ്മോട് പറയുന്നതിനോട് കൂടുതൽ അടുക്കും," അയോവയിലെ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ കെമിസ്റ്റായ തെരേസ വിൻ‌ഡസ് സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയും എക്സാസ്കെയിൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പ്രോജക്റ്റിന്റെ പ്രോജക്ട് ലീഡും സെപ്റ്റംബറിൽ C&EN-നോട് പറഞ്ഞു.എക്സാസ്‌കെയിൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സിമുലേഷനുകൾ രസതന്ത്രജ്ഞരെ പുതിയ ഇന്ധന സ്രോതസ്സുകൾ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനും പുതിയ കാലാവസ്ഥയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനും സഹായിക്കും.

രാജ്യത്തുടനീളം, കാലിഫോർണിയയിലെ മെൻലോ പാർക്കിൽ, SLAC നാഷണൽ ആക്സിലറേറ്റർ ലബോറട്ടറി സ്ഥാപിക്കുന്നുലിനക് കോഹറന്റ് ലൈറ്റ് സോഴ്‌സിലേക്ക് (LCLS) സൂപ്പർ കൂൾ അപ്‌ഗ്രേഡ് ചെയ്യുന്നുആറ്റങ്ങളുടേയും ഇലക്ട്രോണുകളുടേയും അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലോകത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ എത്തിനോക്കാൻ രസതന്ത്രജ്ഞരെ അനുവദിക്കും.എക്സ്-റേ ഫ്രീ-ഇലക്ട്രോൺ ലേസർ (XFEL) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു തരം സൂപ്പർ ബ്രൈറ്റ്, സൂപ്പർഫാസ്റ്റ് പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനായി 3 കി.മീ ലീനിയർ ആക്സിലറേറ്ററിലാണ് ഈ സൗകര്യം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതിന്റെ ഭാഗങ്ങൾ ലിക്വിഡ് ഹീലിയം ഉപയോഗിച്ച് 2 കെ വരെ തണുപ്പിക്കുന്നു.രസതന്ത്രജ്ഞർ ഉപകരണങ്ങളുടെ ശക്തമായ പൾസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മോളിക്യുലാർ മൂവികൾ നിർമ്മിക്കുന്നു, അത് രാസ ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതും ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് എൻസൈമുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതും പോലെയുള്ള എണ്ണമറ്റ പ്രക്രിയകൾ കാണാൻ അവരെ പ്രാപ്തരാക്കുന്നു."ഒരു ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് ഫ്ലാഷിൽ, ആറ്റങ്ങൾ നിശ്ചലമായി നിൽക്കുന്നതും ഒറ്റ ആറ്റോമിക് ബോണ്ടുകൾ തകർക്കുന്നതും നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും," സ്റ്റാൻഫോർഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലും എസ്എൽഎസിയിലും സംയുക്ത നിയമനങ്ങളുള്ള മെറ്റീരിയൽ സയന്റിസ്റ്റായ ലിയോറ ഡ്രെസെൽഹൌസ്-മറൈസ് ജൂലൈയിൽ C&EN-നോട് പറഞ്ഞു.LCLS-ലേക്കുള്ള അപ്‌ഗ്രേഡുകൾ അടുത്ത വർഷം ആദ്യം പുതിയ കഴിവുകൾ ലഭ്യമാകുമ്പോൾ എക്സ്-റേകളുടെ ഊർജ്ജം മികച്ച രീതിയിൽ ട്യൂൺ ചെയ്യാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അനുവദിക്കും.

കടപ്പാട്: SLAC നാഷണൽ ആക്സിലറേറ്റർ ലബോറട്ടറി

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

ഈ വർഷം, ദീർഘകാലമായി കാത്തിരുന്ന ജെയിംസ് വെബ് ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി (JWST) എത്രത്തോളം ശക്തമാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടു.നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രാസ സങ്കീർണ്ണത.നാസയും അതിന്റെ പങ്കാളികളായ യൂറോപ്യൻ സ്‌പേസ് ഏജൻസിയും കനേഡിയൻ സ്‌പേസ് ഏജൻസിയും സ്‌പേസ് ടെലിസ്‌കോപ്പ് സയൻസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടും ഇതിനകം തന്നെ നക്ഷത്ര നെബുലകളുടെ മിന്നുന്ന ഛായാചിത്രങ്ങൾ മുതൽ പുരാതന ഗാലക്‌സികളുടെ മൂലക വിരലടയാളം വരെ ഡസൻ കണക്കിന് ചിത്രങ്ങൾ പുറത്തുവിട്ടിട്ടുണ്ട്.10 ബില്യൺ ഡോളറിന്റെ ഇൻഫ്രാറെഡ് ടെലിസ്‌കോപ്പ് നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആഴത്തിലുള്ള ചരിത്രം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്യൂട്ടുകളാൽ അലങ്കരിച്ചിരിക്കുന്നു.പതിറ്റാണ്ടുകളായി, ഓക്സിജൻ, നിയോൺ, മറ്റ് ആറ്റങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് സിഗ്നേച്ചറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് 4.6 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട ഒരു ചുഴലിക്കാറ്റ് ഗാലക്സിയുടെ ചിത്രം പകർത്തിക്കൊണ്ട് JWST ഇതിനകം തന്നെ അതിന്റെ എഞ്ചിനീയർമാരുടെ പ്രതീക്ഷകളെ മറികടന്നു.ഒരു എക്സോപ്ലാനറ്റിലെ നീരാവി മേഘങ്ങളുടെയും മൂടൽമഞ്ഞിന്റെയും ഒപ്പുകളും ശാസ്ത്രജ്ഞർ അളന്നു, ഭൂമിക്കപ്പുറത്തുള്ള വാസയോഗ്യമായ ലോകങ്ങൾ തിരയാൻ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കുന്ന ഡാറ്റ നൽകുന്നു.