Компания Google DeepMind представила систему искусственного интеллекта AlphaProteo, способную создавать новые белки с высоким потенциалом связывания с целевыми молекулами. Это новшество может совершить революцию в области разработки лекарств и исследования заболеваний. Проект AlphaProteo является результатом совместных усилий Google DeepMind и внешних специалистов.
Система обучалась на обширных данных о белках из Protein Data Bank, самой крупной базы данных о структуре белков, а также на более чем 100 миллионах предсказанных структур из AlphaFold, другой системы искусственного интеллекта для предсказания белковых структур. Освоив тонкости молекулярного связывания, AlphaProteo способна генерировать кандидаты белков, предназначенные для точного связывания с определёнными молекулами.
Для проверки возможностей AlphaProteo команда разработчиков создала связывающие вещества для различных целевых белков, включая вирусные белки, участвующие в инфекциях, и белки, связанные с раком, воспалением и аутоиммунными заболеваниями. Результаты показали высокие показатели успешного связывания и лучшие в своём классе прочности связывания.
Например, при нацеливании на вирусный белок BHRF1, 88% молекул-кандидатов AlphaProteo успешно связывались в лабораторных испытаниях. В среднем, связывающие вещества AlphaProteo демонстрировали 10-кратное улучшение прочности связывания по сравнению с лучшими существующими методами проектирования по всем протестированным целям.
Производительность системы предполагает значительное сокращение времени, необходимого для начальных экспериментов с использующимися белками в широком спектре приложений. Однако команда признаёт, что AlphaProteo имеет некоторые ограничения, так как не смогла создать успешные связывающие вещества против TNF? (белка, связанного с аутоиммунными заболеваниями, такими как ревматоидный артрит).
По мере развития технологии, команда планирует сотрудничать с научным сообществом для использования AlphaProteo в решении важных биологических вопросов и выяснения её ограничений. Наряду с этим, они исследуют потенциальные применения для разработки лекарств в Isomorphic Labs, компании, специализирующейся на инновационных методах разработки медикаментов.
Хотя AlphaProteo представляет собой значительный шаг вперёд в области разработки белков, достижение прочного связывания — это лишь начальная стадия для белков, предназначенных для практического применения. Впереди предстоит преодолеть множество биоинженерных вызовов в процессе исследований и разработок.
Достижения Google DeepMind обладают огромным потенциалом для ускорения прогресса в различных исследовательских областях, включая разработку лекарств, визуализацию клеток и тканей, диагностику и понимание заболеваний, а также повышение устойчивости сельскохозяйственных культур к вредителям.
Источник: iXBT
