Umelá inteligencia navrhne proteíny na mieru len za pár sekúnd

Umelá inteligencia (AI) prináša revolúciu do biomedicínskeho výskumu a vývoja liekov, keďže je teraz schopná navrhovať proteíny na mieru v priebehu pár sekúnd, čo bol proces, ktorý predtým trval roky. Tento dramatický posun paradigmy od namáhavých, pokusných procesov k rýchlemu, cielenému inžinierstvu znamená významné zrýchlenie vedeckých prelomov v mnohých oblastiach zdravia a materiálovej vedy.

Austrálski vedci už úspešne použili AI na generovanie biologického proteínu pripraveného na použitie, ktorý dokáže zabiť baktérie odolné voči antibiotikám, konkrétne E. coli. Táto štúdia poskytuje novú, nádejnú metódu na boj proti rastúcej kríze „superbaktérií“ odolných voči antibiotikám, ktoré predstavujú globálnu zdravotnú hrozbu. Tento pokrok otvára cestu k rýchlejšiemu a cenovo dostupnejšiemu vývoju liekov a diagnostike, čo by mohlo transformovať biomedicínsky výskum a starostlivosť o pacientov.

Platforma AI Protein Design Platform, použitá v tejto práci, je prvá, ktorá modeluje end-to-end prístup Davida Bakera, nositeľa Nobelovej ceny za chémiu, na vytváranie širokej škály proteínov. Proteíny navrhnuté AI sa vyvíjajú pre rôzne aplikácie, vrátane farmaceutík, vakcín, nanomateriálov a malých senzorov, s mnohými ďalšími potenciálnymi využitiami, ktoré ešte len treba preskúmať. 

Jedným z najvýznamnejších aspektov tohto pokroku je „demokratizácia dizajnu proteínov“. Nástroje na dizajn proteínov riadené AI, použité v tejto štúdii, sú voľne dostupné vedcom po celom svete. To znamená, že výhody tejto technológie sa nemusia obmedzovať len na niekoľko popredných laboratórií, ale mohli by podporiť inkluzívnejší a distribuovaný vedecký pokrok. 

Na rozdiel od tradičných metód, kde sa proteíny získavali z prírody a prispôsobovali, hlboké učenie umožňuje efektívny de novo dizajn proteínov so špecifickými vlastnosťami a funkciami. Tento prechod od optimalizácie prirodzených biologických procesov k aktívnemu vytváraniu nových biologických funkcií znižuje náklady a urýchľuje vývoj. 

Do platformy AI Protein Design Platform boli začlenené nové nástroje a softvér ako Bindcraft a Chai. Program je vysoko agilný a schopný pravidelne začleňovať špičkové nástroje v oblasti AI-dizajnu proteínov vďaka hlbokým znalostiam tímu o štruktúre proteínov a strojovom učení. Tento výskum, vedený Dr. Rhysom Grinterom a docentom Gavinom Knottom, bol publikovaný v časopise Nature Communications.

Zdroj: sciencedaily.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}