Вчені навчили штучний інтелект створювати нові білки

Вчені з Університету Вашингтона розробили систему штучного інтелекту, здатну створювати нові білки. Як повідомляє MIT Technology Review, ця розробка може допомогти у створенні нових ліків та матеріалів.

Новий алгоритм отримав назву ProteinMPNN. Зазвичай вчені створюють нові білки, модифікуючи ті, що зустрічаються у природі. Але створення ProteinMPNN відкриває перед дослідниками перспективу створення з'єднань з нуля.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Google звільняє інженера за твердження про те, що штучний інтелект має почуття

«У природі білки вирішують практично всі проблеми життя, починаючи від збирання енергії сонячного світла і закінчуючи створенням молекул. Все в біології походить з білків. Вони розвивалися під час еволюції, щоб вирішувати проблеми, з якими організми зіштовхувалися під час еволюції. Але сьогодні ми зіштовхуємось з новими проблемами, такими як COVID-19. Якби ми могли розробити білки, які були б так само добрі для вирішення нових проблем, як ті, що з'явилися в ході еволюції, вирішують старі проблеми, це було б дуже, дуже потужно», — заявив Девід Бейкер, один з авторів статті та директор Інституту білкового дизайну Вашингтонського університету.

Білки складаються з десятків тисяч амінокислот, які зв'язуються у довгі ланцюги, утворюючи тривимірні структури. AlphaFold, який був представлений у 2020 році, допомагає дослідникам прогнозувати структуру, даючи уявлення про те, як вона поводитиметься.

А ось ProteinMPNN може допомогти вирішити обернену задачу: якщо вчені вже знають майбутню структуру білка, алгоритм допоможе їм визначити правильну послідовність амінокислот. В основі розробки лежить нейромережа, навчена на великій кількості амінокислот, що складаються у тривимірні структури.

Але вченим потрібно вирішити й іншу проблему: щоб створювати білки, корисні в реальному житті, необхідно з'ясувати, який білковий кістяк буде виконувати необхідну функцію. І дослідники змогли впоратися із цим завданням, об'єднавши два методи машинного навчання.

Раніше вчені з Офтальмологічного центру Університету імені Сунь Ятсена використали штучний інтелект для розробки моделей прогнозування виникнення та прогресування глаукоми.