Slovák pomáhal vyvinúť systém vyhľadávania chemických zlúčenín pomocou Googlu

Robert Mistrík v práci. Foto – archív R. M.

Databáza hmotnostných spektier, ktoré predstavujú akýsi „odtlačok prstov“ chemických látok, bude aj vďaka slovenskému vedcovi dostupná cez Google. Pomôže to urýchliť výskum.

Používanie domény Google na vyhľadávanie informácií sa stalo súčasťou nášho každodenného života. Potrebujete zistiť odchod autobusu, nájsť recept na večeru, čo dávajú v kine či informácie na školský projekt? V súčasnosti nájdete všetko pomocou dvoch klikov.

Čo sa však týka práce vedca, vyhľadávanie informácií je omnoho zložitejšie. Tie sa nachádzajú vo viacerých zdrojoch, napríklad vo vedeckých žurnáloch (tu nájdeme literatúru), ale aj v rôznych databázach, kde nájdeme informácie o reakčných podmienkach či možnostiach čistenia a identifikácie látok (tu nájdeme rôzne spektrá látok).

Vyhľadávanie konkrétnej informácie je vzhľadom na množstvo dostupných databáz časovo pomerne náročný proces. Vďaka príspevku slovenskej vedy sa však toto vyhľadávanie môže stať o niečo jednoduchšie.

Chemik Robert Mistrík ako člen medzinárodnej skupiny vedcov pomohol vyvinúť metódu vyhľadávania hmotnostných spektier pomocou domény Google. Popis metódy, ktorú vedci nazvali chytľavo „SPLASH“ (skratka pre SPectraL-Hash), uverejnili v jednom z najprestížnejších časopisov na svete, Nature Biotechnology.

Tento úspech predstavuje míľnik slovenskej vedy, za posledných 14 rokov je to jedinýkrát, keď v tomto žurnále publikoval vedec zo slovenskej inštitúcie.

Chemická detektívka

Počas práce syntetického chemika je jednou z najdôležitejších úloh identifikácia produktu reakcie. Tie totiž neprebiehajú tak, ako si možno pamätáte zo stredoškolských učebníc. Počas prebiehajúcich procesov vznikajú okrem cieľovej molekuly aj nežiaduce vedľajšie produkty.

Aby vedec zistil, či reakcia prebiehala podľa plánu a či pripravil to, čo chcel, musí produkt otestovať. Existuje mnoho metód na odhalenie štruktúry a zloženia zlúčeniny. Jednou z najrýchlejších je takzvaná hmotnostná spektrometria, ktorá dokáže odmerať presnú hmotnosť meranej molekuly.

„Ide vlastne o pomyselný odtlačok prsta, ktorý sa následne porovnáva s už existujúcou databázou. Je to podobný proces, aký používajú kriminalisti pri odhaľovaní delikventov,“ vysvetlil Mistrík pre Denník N.

Univerzálna reč

Aby vedci premenili hmotnostné spektrá na informácie možné vyhľadať aj pomocou Googlu, vytvorili univerzálny textový zápis tohto spektra. Takýto SPLASH zápis je jednoduchší na spracovanie a jeho vytvorenie je ľahké.

„Vytvoriť SPLASH kód zodpovedajúci spektru konkrétnej zlúčeniny trvá menej ako sekundu. Problém je s nabiehaním kódov v Googli. Zatiaľ sme sprístupnili spektrá z vyše 6000 látok, no do dnešného dňa Google registruje asi 1700 z nich. Celý proces sledujeme, postupne sa to zlepšuje,“ vysvetlil Mistrík.

„Teraz musíme byť len trpezliví a počkať, kým dáta Google naindexuje, je to len otázka času.“

Počas vývoja zápisu SPLASH museli vedci systém testovať na dostupných spektrách. Práve tu poslúžila Mistríkova databáza hmotnostných spektier HighChem, ktorá predstavuje celosvetový unikát.

Pohľad na cloud databázu HighChem. Foto - highchem.com
Pohľad na cloud databázu HighChem. Foto – highchem.com

„Podieľal som sa na vývoji metódy vyhľadávania látok podľa ich hmotnostného spektra, ktoré sme testovali a dolaďovali. Tréningovú skupinu spektier sme najprv zaviedli do našej vlastnej databázy. Neskôr sme metódu testovali na našich vlastných hmotnostných spektrách,“ vysvetlil Mistrík.

„Túto našu databázu sme vytvárali počas štyroch rokov. Na rozdiel od ostatných dostupných databáz vyberáme dáta veľmi selektívne a analyzujeme ich dokonca aj kvantovochemicky. Bezpochyby je najkvalitnejšia na svete.“

Spektrá do svojej databázy zbiera Mistrík z celého sveta, či už z akademického sektora, vládnych inštitúcií, alebo z priemyslu. Do databázy však zaradia iba spektrá v dostatočnej kvalite.

Široké spektrum použitia

Metóda SPLASH predstavuje veľkú novinku, no aj napriek tomu ju už začali používať viaceré celosvetovo známe databázy a softvéry.

Okrem pomoci v každodennom chemickom výskume ponúka metóda SPLASH množstvo aplikácií. Napríklad pri hľadaní nových liečiv z prírodných produktov, keď vedci najprv analyzujú látky bez poznania ich konkrétnej štruktúry a počas identifikácie sa riadia práve hmotnostným spektrom látok.

Použitie môže nájsť aj pri identifikácii toxických látok prítomných v znečistenom životnom prostredí alebo v kontaminovaných potravinách.

Dostupné z doi: 10.1038/nbt.3689.

Dnes na DenníkN.sk

Najčítanejšie

| |