Исследователи представили AlphaProteo, новую систему искусственного интеллекта, предназначенную для разработки белковых связующих, которые успешно соединяются с целевыми молекулами. Эта технология может значительно ускорить процесс разработки лекарств, понимания заболеваний и других аспектов биологических исследований.
Каждый биологический процесс в организме, от роста клеток до иммунных реакций, зависит от взаимодействия молекул, называемых белками. Однако, хотя такие инструменты как AlphaFold уже предоставили важные данные о том, как белки взаимодействуют друг с другом, они не способны создавать новые белки для прямого воздействия на эти взаимодействия.
С помощью AlphaProteo ученые могут разрабатывать новые белковые связующие для различных целевых белков, включая VEGF-A, связанный с раком и осложнениями при диабете. AlphaProteo достигает более высоких коэффициентов успеха в экспериментах и от 3 до 300 раз лучших значений связывания по сравнению с существующими методами на семи протестированных белках.
Система была обучена на большом объеме данных о белках из Protein Data Bank и использует более 100 миллионов предсказанных структур из AlphaFold, что позволяет ей генерировать кандидаты на белковые связывающие, которые могут эффективно связываться с целевыми молекулами.
В ходе тестирования AlphaProteo продемонстрировала высокую эффективность: для одного из протестированных белков, вирусного белка BHRF1, 88% созданных кандидатов успешно связались с целью, что подчеркивает целостность и точность предложенной модели.
Несмотря на достигнутые успехи, система столкнулась с ограничениями, не сумев разработать успешные связывающие для восьмого целевого белка, TNFα, связанным с аутоиммунными заболеваниями. Будущие разработки направлены на расширение возможностей AlphaProteo и преодоление сложных задач в белковом дизайне.
Данная работа была проведена совместно с ведущими научными коллективами и активно поддерживается различными экспертами в области биобезопасности, что подчеркивает ответственность подхода в разработке новых технологий.