Прорив у біології: завдяки «штучному інтелекту» створена база зі структурами майже всіх людських протеїнів

3D-структура білків може надати неоціненну інформацію як для розуміння біологічних процесів, так і для розробки лікарських препаратів на її основі. Оцініть прогрес – за всі попередні роки експериментально була "розшифрована" структура лише близько 17% білків організму людини. Водночас за допомогою нейронної мережі AlphaFold нещодавно таку структуру вдалося визначити ще для ~80% протеїнів, форма яких досі залишалася невідомою.

Хоча AlphaFold не завжди є точним, це найбільший прорив у біології за останні роки. Жовті зони – реальна структура білка (антитіла), яка була передбачена коректно, сині зони – неправильний прогноз.
Хоча AlphaFold не завжди є точним, це найбільший прорив у біології за останні роки. Жовті зони – реальна структура білка (антитіла), яка була передбачена коректно, сині зони – неправильний прогноз.

Завдяки моделі штучного інтелекту від DeepMind дослідники вперше з високою точністю дізналися про тривимірну структуру людських протеїнів, базуючись лише на послідовностях амінокислот, з яких ці протеїни складаються. Зараз ми знаємо структуру вже маже 98% всіх протеїнів, і більшу частину з них – з високою точністю. Загалом, на думку фахівців, з появою AlphaFold проблема передбачення структури протеїну за його послідовністю є розв'язаною, з практичного погляду.

Вчені сподіваються, що таке широкомасштабне та високоточне прогнозування структури стане важливим інструментом, завдяки якому можна зробити багато нових відкриттів у біології. Це дасть змогу значно ефективніше генерувати припущення, як функціонує той чи інший протеїн, а також як він взаємодіє з іншими складовими клітин: що дозволить суттєво прискорити наше розуміння біології живих організмів, механізми захворювань та створення ліків.

Нагадаємо, що у листопаді 2020 року команда дослідників ШІ з Google DeepMind виграла 14-й конкурс «Критична оцінка структурних прогнозів» – щодворічний "сліпий" тест, де обчислювальні біологи намагаються передбачити структуру кількох білків, форма яких була визначена експериментально, але не оприлюднена публічно.

Їхні результати були настільки дивовижними, а проблема настільки важливою для біології, що вразила весь світ і залишила цілу дисципліну, обчислювальну біологію, дивуватися: що сталося? Тепер ми маємо більше відповідей на це запитання

Стаття про AlphaFold

База даних щойно отриманої структури майже всіх білків людини розміщена Європейським інститутом біоінформатики.

Код та параметри натренованої моделі також розміщено у вільному доступі. Це означає, що будь-хто може її використати для будь-якого іншого протеїну, не лише людського, маючи лише його генетичне кодування (послідовність амінокислот, з яких він складається).

Стаття у Nature про результати дослідження структури протеїнів та базу даних, яку вже порівнюють з "пошуком гуглу для науки про життя".

біологія відкриття прорив

Знак гривні
Знак гривні