Компания Google DeepMind представила систему искусственного интеллекта AlphaProteo, которая способна разрабатывать новые белки, успешно связывающиеся с целевыми молекулами. Это достижение может произвести революцию в разработке лекарств и исследовании заболеваний. AlphaProteo является результатом сотрудничества между Google DeepMind и внешними экспертами.
Система была обучена на огромных объёмах данных о белках из Protein Data Bank, который является крупнейшей базой данных о структуре белков, и более 100 миллионов предсказанных структур из AlphaFold, который является системой искусственного интеллекта, предназначенной для предсказания структуры белков. AlphaProteo изучила тонкости молекулярного связывания и может генерировать белок-кандидат, предназначенный для связывания в конкретных местах.
Для проверки возможностей AlphaProteo команда разработала связующие вещества для разнообразного спектра целевых белков, включая вирусные белки, участвующие в инфекции, и белки, связанные с раком, воспалением и аутоиммунными заболеваниями. Результаты оказались многообещающими, с высокими показателями успешности связывания и лучшими в своём классе показателями прочности связывания, наблюдаемыми по всем направлениям.
Например, при нацеливании на вирусный белок BHRF1 88% молекул-кандидатов AlphaProteo успешно связывались в мокрых лабораторных испытаниях. В среднем, связующие вещества AlphaProteo демонстрировали в 10 раз более прочное связывание, чем лучшие существующие методы проектирования по всем протестированным целям.
Производительность системы предполагает, что она может значительно сократить время, необходимое для начальных экспериментов с использованием связывающих белков в широком спектре приложений. Однако команда признаёт, что AlphaProteo имеет ограничения, поскольку она не смогла разработать успешные связывающие вещества против TNF? (белка, связанного с аутоиммунными заболеваниями, такими как ревматоидный артрит).
По мере развития технологии команда планирует работать с научным сообществом, чтобы использовать AlphaProteo для решения важных биологических проблем и понять его ограничения. Они также изучают приложения для разработки лекарств в Isomorphic Labs, которая является компанией, специализирующейся на разработке инновационных методов для разработки лекарств.
Хотя AlphaProteo представляет собой значительный шаг вперёд в разработке белков, достижение прочного связывания обычно является лишь первым шагом в разработке белков для практического применения. В процессе исследований и разработок ещё предстоит преодолеть множество биоинженерных проблем.
Достижения Google DeepMind обладают огромным потенциалом для ускорения прогресса в широком спектре исследований, включая разработку лекарственных препаратов, визуализацию клеток и тканей, понимание и диагностику заболеваний и даже устойчивость сельскохозяйственных культур к вредителям.