ИИ создаёт белки для борьбы с раком и устойчивостью к антибиотикам за секунды

Искусственный интеллект революционизирует создание белков, позволяя австралийским учёным уничтожать супербактерии с помощью лабораторных молекул, сгенерированных за секунды вместо лет. Фото: Shutterstock

За последний год резко выросло количество белков, разработанных искусственным интеллектом, которые в будущем будут использоваться для лечения всего — от укусов змей до рака. То, что обычно занимало у учёных десятилетия — создание индивидуального белка для конкретного заболевания — теперь можно сделать за секунды.

Впервые австралийские учёные использовали искусственный интеллект (ИИ) для генерации готового к применению биологического белка, в данном случае способного уничтожать устойчивые к антибиотикам бактерии, такие как кишечная палочка (E. coli).

Это исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, предлагает новый способ борьбы с растущим кризисом, вызванным супербактериями. Используя ИИ таким образом, австралийская наука присоединилась к таким странам, как США и Китай, разработавшим платформы ИИ, способные быстро генерировать тысячи готовых к использованию белков. Это открывает путь к более быстрой и доступной разработке лекарств и диагностике, что может революционизировать биомедицинские исследования и уход за пациентами.

Статья в Nature Communications написана под руководством доктора Риса Гринтера и адъюнкт-профессора Гэвина Нотта, стипендиата Snow Medical, которые возглавляют новую программу AI Protein Design Program в Университете Мельбурна (Bio21 Institute) и Monash Biomedicine Discovery Institute.

По словам доктора Гринтера и адъюнкт-профессора Нотта, платформа AI Protein Design Platform, использованная в этой работе, стала первой в Австралии, моделирующей подход Дэвида Бейкера (лауреата Нобелевской премии по химии прошлого года), разработавшего сквозной метод создания широкого спектра белков. «Эти белки теперь разрабатываются как фармацевтические препараты, вакцины, наноматериалы и крошечные сенсоры, и многие другие применения ещё предстоит испытать», — сказал адъюнкт-профессор Нотт.

«Важно демократизировать дизайн белков, чтобы весь мир мог использовать эти инструменты», — сказал Дэниел Фокс, аспирант, выполнивший большую часть экспериментальной работы для исследования.

По словам доктора Гринтера, в настоящее время белки, используемые для лечения таких заболеваний, как рак или инфекции, берутся из природы и адаптируются с помощью рационального дизайна или эволюции in vitro. «Эти новые методы глубокого обучения позволяют эффективно создавать белки с определёнными характеристиками и функциями, снижая стоимость и ускоряя разработку новых белковых связующих веществ и модифицированных ферментов», — пояснил он.

Профессор Джон Кэрролл, директор Monash Biomedicine Discovery Institute, отметил, что новая программа AI Protein Design Program «выводит Австралию на передовой уровень в этой захватывающей новой области разработки терапевтических средств и исследовательских инструментов. Это свидетельство предпринимательского духа двух замечательных молодых учёных, которые работали день и ночь, чтобы создать эту технологию с нуля».

«Программа, базирующаяся в Университете Монаша и Университете Мельбурна, управляется командой талантливых структурных биологов и компьютерных учёных, которые понимают процесс проектирования от начала до конца. Это глубокое знание структуры белка и машинного обучения делает нас высоко гибкой программой, способной регулярно внедрять передовые инструменты в дизайне белков с помощью ИИ», — добавил адъюнкт-профессор Нотт.

Источники: sciencedaily.com

Материалы предоставлены Monash University. Примечание: содержание может быть отредактировано для стиля и длины.