HOW TO: Scoprire una molecola in pochi semplici step

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scienziato
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HOW TO: Scoprire una molecola in pochi semplici step

Messaggio da scienziato » sab lug 04, 2020 3:07 am

Ecco un breve tutorial, semplice e veloce, che spiega come scoprire una molecola, possibilmente psicoattiva, ma se avete altri target va comunque bene.

Identificate i recettori su cui volete agire con la vostra molecola ultimissimo modello, ovviamente potete ispirarvi a molecole già esistenti. E' banale dire che se volete fare un cannabinoide sintetico allora vorrete sicuramente agire sui recettori cannabinoidi. Magari anche dei recettori serotoninergici vi potrebbero fare piacere. Scrivete su wikipedia la vostra molecola preferita e otterrete i ricettori su cui agisce, su cui magari vi potete ispirare.

Comprate delle schede video per qualche giorno su vast.ia (nessun costo proibitivo) Potete pagarle ad ore, è una piattaforma dove chi ha delle buone schede video le può affittare, ottimo quando servono per poco tempo, magari come in questo caso. E' economico in confronto ai servizi forniti dalle aziende, essendo solo una piattaforma c'è molta concorrenza e poi non sono garantiti come in un servizio professionale, ma fa niente, per noi è PERFETTO.

Seguite queste istruzioni per impostare una intelligenza artificiale che scopre molecole per voi utilizzando da remoto le gpu: https://github.com/frnsys/molecule_discovery. In questa fase insegnate all'intelligenza artificiale a fare il lavoro dei chimici, e ci vuole molta potenza di calcolo che avete diligentemente comprato al mercato nello step precedente. Per fare il tutto sono necessari ben 600 gb di spazio libero, quindi attenzione, da vast.ai abbiamo preso solo la potenza di calcolo e si userà solo quella da remoto.

Ora che avete fatto training potete farvi sfrattare da vast.ai perché per generare le nuove molecole ci vuole molta meno potenza di cacolo e anche solo la vostra cpu può bastare. Certo che se avete una gpu andrete molto più veloci anche in questa fase. E' importante configurare il tutto per essere ottimizzato per i vostri target, questa è la novità dell'algoritmo che viene sfruttato nel software che vi ho linkato (oltre che una validità delle molecole DEL 100%). Potete continuare a seguire la documentazione, ovviamente.

Bene, lasciatelo andare per qualche giorno e avrete un po' di molecole che vi potrebbero interessare. Tutti questi step il creatore del software/kit li ha già fatti e ha creato un sito web dove venivano automaticamente pubblicati potenziali farmaci: http://matter.farm, qui potete avere una fantastica demo di ciò che vi ho illustrato fino ad ora.
Tornando alle vostre molecole, possibilmente avranno anche degli effetti interessanti e non avranno effetti collaterali gravissimi, ma a questo ci pensiamo dopo. Intanto dobbiamo fare una retrosintesi per poter rendere le molecole realtà. Questo è un campo esplorato già da molto tempo, sia da amatori e non, soprattutto non. In passato c'era un fantastico software chiamato Chematia, era una figata, MA l'azienda che lo supportava è stata acquisita da una casa farmaceutica per poi arrivare a sigma aldrich. In ogni caso è off limit. Quel software non usava intelligenza artificiale, erano algoritmi scritti a mano e specializzati, ma funzionava bene. PERO' ci sono molte alternative open source che fanno sintesi sfruttando anche l'intelligenza artificiale. Una di queste è dentro il software che vi avevo linkato. A dire la verità ciò che vi ho linkato non è nient'altro che un kit. Mette assieme della tecnologia, tra cui una intelligenza artificiale che fa retrosintesi. Tutto questo per permettere a chiunque di fare le proprie molecole. Purtroppo, il software della retrosintesi non è stato incluso, e non penso che qualcuno lo implementerà presto. Però potete seguire il link al software originale e usarlo a parte. Se siete già dei chimici amatori allora magari avete il vostro software preferito, o magari siete talmente intelligenti e presuntuosi da voler perdere tempo a farvi una retrosintesi utilizzando solo una lavagna. Fate come volete, è uguale.

Adesso che avete fatto la vostra retrosintesi è arrivato il momento di rendere le vostre scoperte realtà, questa è una cosa difficile per gli amatori, ma non impossibile, anzi, possibilissimo. Visto che state facendo ricerca, è molto importante non aver commesso errori nella vostra sintesi, altrimenti otterrete dei risultati inutili dalle sperimentazioni. Per verificare che il prodotto sia effettivamente quello che volevate ci sono degli strumenti generalmente molto costosi che sfruttano l'NMR e l'MRI per fare imaging della molecola. Generalmente gli amatori non hanno accesso a questa tecnologia essendo molto costosa. Però ovviamente ci sono delle opzioni:
Se si è bravi, anche con l'aiuto del software, si possono fare delle sintesi robuste, in cui la probabilità di sbagliare è bassa. E che magari non richiedono ulteriori reagenti e strumentazioni costosi. Sta tutto nella vostra bravura!
Se si è bravi si può costruire quella strumentazione costosa come l'NMR "in garage", e magari farla diventare poco costosa. Ci sono molte ricerche a riguardo, cercate su internet. E' anche qui... Sta tutto nella vostra bravura!
Se non si è bravi, ma si hanno le giuste amicizie si può accedere a qualche laboratorio di una università o di una azienda, soprattutto se è una startup.
Se non si è bravi, ma si hanno i soldi, si ci può fare un laboratorio nuovo (e non quella specie di laboratorio post-apocalittico che consiglio nella seconda opzione), e magari, se si ha la voglia, offrire servizi nel settore per ripagarsi completamente l'apparecchiatura (è molto veloce).
Tutte le opzioni sono molto veloci, sicuramente ci saranno altre opzioni più efficienti a cui io e la comunità di chimici amatori non abbiamo pensato, usate l'immaginazione.

Va bene, adesso il grosso è fatto, però in teoria la parte centrale deve ancora venire. Sappiamo solo che le molecole che abbiamo interagiscono con determinati recettori, ma gli effetti non li conosciamo. Per conoscerli dobbiamo fare i test sugli animali e poi se non muoiono e rimangono sereni... Su di noi! Si inizia con i topi, somministrate una quantità che considerate una unità e ovviamente ad altri somministrate solo un placebo. Cominciate a studiare le loro reazioni e in base al risultato stabilite se ridurre o aumentare quell'unità e di quanto. Poi potete passare ad animali più simili a noi. Anche questo step è leggermente difficile per un amatore, in questo passaggio non dico molto, anzi non dico niente. E' bene che vi leggiate un po' di articoli e info, è una parte importantissima per la vostra sicurezza e anche per la bene riuscita dell'esperimento, soprattutto perché sono molecole create da 0 e non RC che imitano altre molecole... Quindi vi consiglio di conoscere bene le procedure e adattarle alle vostre possibilità.


Perfetto! Con la sperimentazione avete setacciato le molecole con effetti interessanti e non spiacevoli. Se gli effetti sono vemente interessanti e magari miracolosi, potete valutare la possibilità di brevettare la molecola, cominciare a fare sperimentazioni serie e certificiate e fare business. Come avete intuito questa guida semplice e veloce è più che altro una ispirazione per studiare e diventare chimici amatoriali. Scrivo questo per ricollegare l'individuo alla realtà, dato che molto spesso si pensa che tutto questo sia qualcosa impossibile da fare senza appoggiarsi ad aziende o università o altre blasfemie simili. Nel tempo libero e in meno di un anno si possono raggiungere livelli simili di chimica e bioinformatica e quando si ha la conoscenza non c'è limite che tiene, nemmeno i costi. Divertitevi e consiglio di fare queste attività in gruppo!
Link utili:
https://www.sciencemadness.org/ - Forum di chimici amatoriali molto seri
https://arxiv.org/pdf/1802.04364.pdf - Ricerca riguardante l'intelligenza artifiiciale che genera molecole
https://sci-hub.tw/10.4155/fmc-2018-0358 - Una buona ricerca che fa un recap della situazione, anche se del 2018
https://en.wikipedia.org/ - Sito AFFIDABILE dove trovare informazioni velocemente, e in seguito approfondire
https://alibaba.com/ - Ottimo fornitore di qualsiasi reagente, meglio usarlo come ultima spiaggia, perché non è molto comodo


ward
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Re: HOW TO: Scoprire una molecola in pochi semplici step

Messaggio da ward » sab lug 04, 2020 11:35 am

Molto interessante capire il meccanismo, ma credo proprio che continuerò a comprare rc già in voga :asd:

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asklepios
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Re: HOW TO: Scoprire una molecola in pochi semplici step

Messaggio da asklepios » sab lug 04, 2020 4:24 pm

Molto interessate! Non conoscevo le specifiche di questa via di drug discovery. Mi permetto di aggiungere che altre vie comuni di drug discovery sono lo screening di composti naturali (animali o vegetali) e il miglioramento di strutture molecolari già note.

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