Британские ученые заявили о научном прорыве, который ускорит разработку лекарств. Над задачей работали более 50 лет

Об этом сообщает The Guardian.

Сделать прорыв помог искусственный интеллект AlphaFold. Тестирование показало, что он за несколько часов вычислений может предсказать структуру белка с точностью до атома. Это открывает новые возможности в сфере медицины и разработки лекарств.

Новые знания о моделировании свертывания белков могут позволить блокировать распространение инфекций в организме или исправлять ошибки в свертывании белков, которые провоцируют нейродегенеративные и когнитивные расстройства. Также ученые отмечают, что новое открытие проложит путь к разработке «зеленых ферментов», которые могут разрушать пластмассу и помогать очищать от нее окружающую среду.

Президент Лондонского королевского общества по развитию знаний о природе Венкатараман Рамакришнан назвал открытие «потрясающим прорывом», которое совершили на десятилетия раньше, чем это предсказывало большинство специалистов.

Почему это важно?

Моделирование свертывания белков — это процесс, в котором цепи аминокислот соединяются в сложные трехмерные белковые структуры. Понимание этого механизма является ключевой задачей для исследования того, как болезни распространяются и влияют на организм человека.

Понимание процесса свертывания белков было серьезной проблемой в биологии в течение полувека. Большинство биологических процессов происходит вокруг белков, а форма белка определяет его функцию. Когда ученые узнают, как сворачивается белок, они могут выяснить, что он делает. К примеру, как инсулин контролирует уровень сахара в крови, или как антитела борются с коронавирусом.

Сейчас ученые знают о существовании более 200 миллионов белков, но структуры известны лишь для части из них. Чтобы их определить, нужна кропотливая лабораторная работа, которая может занять годы. И хотя в последнее время компьютерные технологии значительно продвинули этот процесс вперед, результаты все еще были неудовлетворительными.

Как произошел прорыв?

Чтобы узнать, как белки сворачиваются, исследователи DeepMind предоставили своему алгоритму информацию из общедоступной базы о более 170 тысячах белковых последовательностях и их формах. Обучение заняло несколько недель.

Чтобы проверить искусственный интеллект, исследователи приняли участие в международной «белковой олимпиаде», которую проводят раз в два года. На ней результаты команд, которые используют компьютеры, сравнивают с результатами лабораторных работ.

AlphaFold не только превзошел другие компьютерные программы, но и достиг точности, которую можно приравнять к кропотливым лабораторным методам. Искусственный интеллект получил оценку своей работы в 92,5 балла из 100. В то же время 90 баллов соответствует экспериментальным методам. Для наиболее твердых белков балл несколько снизился, но незначительно, до 87.

Сейчас DeepMind уже начала работу над тем, чтобы предоставить доступ ученым к своему искусственному интеллекту для помощи в научных работах.

В то же время на этом команда исследователей останавливаться не собирается и в дальнейшем планирует сосредоточить свои силы на изучении того, как белки соединяются в большие комплексы и как они взаимодействуют с другими молекулами в живых организмах.

Кто такие DeepMind

Компания больше известна своими программами, которые соревновалась с людьми в игре в шахматы, го, или Starcraft II или Atari. Но это никогда не было главной целью DeepMind. Игры предоставили для искусственного интеллекта только площадку для создания программ, которые могут решать реальные проблемы человечества.