ИИ предсказывает форму почти каждого белка, известного науке

В 2020 году лаборатория искусственного интеллекта под названием DeepMind представила технологию, которая может предсказывать форму белков — микроскопических механизмов, управляющих поведением человеческого тела и всех других живых существ.

Год спустя лаборатория поделилась инструментом под названием AlphaFold с учеными и Разблокируйте предсказуемые формы более 350 000 белков, включая все белки, экспрессированные в геноме человека. Он сразу изменил ход биологических исследований. Если ученые смогут определить форму белков, они смогут ускорить понимание болезней, разработать новые лекарства и иным образом исследовать тайны жизни на Земле.

Теперь DeepMind опубликовал прогнозы почти для каждого белка, известного науке. Лондонская лаборатория, принадлежащая той же материнской компании, что и Google, заявила в четверг, что добавила более 200 миллионов прогнозов в онлайн-базу данных, свободно доступную для ученых со всего мира.

С этим новым релизом ученые, стоящие за DeepMind, надеются ускорить поиск еще более загадочных организмов и открыть новую область под названием метапротеомика.

«Теперь ученые могут исследовать всю эту базу данных и искать закономерности — связи между видами и эволюционными закономерностями, которые, возможно, не были ясны до сих пор», — сказал Демис Хассабис, генеральный директор DeepMind, в телефонном интервью.

Белки начинаются как цепочки химических соединений, затем скручиваются и складываются в трехмерные формы, которые определяют, как эти молекулы связаны с другими. Если ученые смогут определить, как выглядит конкретный белок, они смогут расшифровать, как он работает.

Это знание часто является жизненно важной частью борьбы с болезнями и болезнями. Например, бактерии устойчивы к антибиотикам, экспрессируя определенные белки. Если ученые смогут понять, как работают эти белки, они смогут начать борьбу с устойчивостью к антибиотикам.

Раньше определение формы белка требовало обширных экспериментов с использованием рентгеновских лучей, микроскопов и других инструментов на лабораторном столе. Теперь, глядя на ряд химических соединений, из которых состоит белок, AlphaFold может предсказать его форму.

Технология не идеальна. Но согласно независимым стандартным тестам, он может предсказать форму белка с точностью, сопоставимой с физическими экспериментами примерно в 63 процентах случаев. Имея прогноз на руках, ученые могут относительно быстро проверить его точность.

Клемент Верба, исследователь из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, который использует технологии для понимания коронавируса и подготовки к аналогичным пандемиям, сказал, что технология «сделала» эту работу, часто экономя месяцы пробного времени. Другие использовали этот инструмент для борьбы с гастроэнтеритом, малярией и болезнью Паркинсона.

Технология также ускорила исследования вне человеческого тела, включая усилия по улучшению здоровья медоносных пчел. Расширенная база данных DeepMind может помочь более широкому сообществу ученых получить аналогичные преимущества.

Доктор Верба, как и доктор Хасабис, считает, что база данных предоставит новые способы понять, как белки ведут себя у разных видов. Он также видит в этом способ воспитать новое поколение ученых. Не все исследователи хорошо разбираются в этом типе структурной биологии. База данных всех известных белков снижает входной барьер. «Это может принести структурную биологию в массы», — сказал доктор Верба.