Современные ИИ уже способны проектировать новые молекулы, в том числе антитела с терапевтическим потенциалом. Однако во многих случаях исследователям нужны не новые белки, а улучшенные версии уже существующих. Например, более компактные молекулы, чтобы проникать туда, куда крупные белки попасть не способны. До сих пор такие модификации часто нарушали структуру белка и лишали его биологической активности.
Исследователи из Университета Дьюка разработали систему Raygun, которая решает эту проблему, пишет Nature. Вместо обычного анализа цепочки аминокислот новая система разбивает белок на отдельные фрагменты и переводит информацию о каждом из них в числовые шаблоны. Затем модель создает стандартизированную версию белка и на ее основе генерирует варианты другого размера, сохраняя структуру и функции.
Авторы проверили работу Raygun на четырех белках разного размера. Среди них были гемоглобин, состоящий из 147 аминокислот, и фермент mTOR, который включает 2549 аминокислот. ИИ уменьшил количество аминокислот на 15-20% без нарушения исходной структуры и функций белков. В некоторых случаях система смогла сократить размер молекулы почти вдвое или, наоборот, увеличить его примерно в два раза.
Отдельно исследователи протестировали технологию на двух флуоресцентных белках, которые используют в исследованиях для маркировки клеток и молекул. Raygun уменьшил их размеры на 10-16%, при этом они также сохранили свою структуру и способность светиться.
Затем ученые проверили возможности увеличения белков. Система создала более крупную версию эпидермального фактора роста EGF, который регулирует рост и дифференцировку клеток. После увеличения белок стал прочнее связываться со своим рецептором, который считается одной из важных мишеней противоопухолевой терапии.
По словам исследователей, эффективность Raygun оказалась выше ожидаемой. «Это был своего рода выстрел вслепую», — заявил сравтор исследования Капил Девкота. Сейчас команда работает над тем, чтобы сделать модель менее зависимой от объема обучающих данных и расширить ее возможности для создания компактных и функциональных белков.
Ранее другой ИИ создал вакцину от коронавирусов, которую уже протестировали на людях.
