• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16.09.2022
Александра Медведева
1 315

Искусственный интеллект научился создавать новые белки

4.8

Впервые ученые использовали искусственный интеллект для генерации совершенно новых белков. Комбинируя алгоритмы машинного обучения, исследователи смогли создать сложные белковые конструкции причудливых форм, которые при этом могли функционировать.

Структуры белков, созданные искусственным интеллектом
Структуры белков, созданные искусственным интеллектом/ © Ian Haydon, UW Medicine Institute for Protein Design / Автор: Ольга Кузьмина

За последние два года искусственный интеллект (ИИ) произвел революцию в прогнозировании структуры белков. Теперь подобный прорыв случился и в области дизайна белков. Ученые из Вашингтонского университета (США) показали, что машинное обучение можно использовать для быстрого и точного создания новых белковых молекул. Результаты их исследования, опубликованные в журнале Science, позволят создавать новые вакцины, лекарства, биоматериалы и устройства для улавливания углерода.

Белки — неотъемлемая часть любого живого организма, они участвуют практически во всех клеточных процессах. Белок состоит из последовательностей аминокислот, определяющих его трехмерную форму, которая важна для его функционирования. Не так давно алгоритмы машинного обучения AlphaFold и RoseTTAFold научились детально предсказывать структуры природных белков на основе одних лишь аминокислотных последовательностей. Однако все существующие белки составляют менее одного процента от всех теоретически возможных белков, которые тоже могут обладать различными уникальными и полезными функциями.

Теперь ученые продемонстрировали, что ИИ может генерировать новые структуры белков двумя способами. Первый получил название hallucination: он напоминает DALL-E или другую генеративную нейросеть, которая создает вывод на основе простых подсказок. Второй, inpainting, аналогичен функции автозаполнения в современных поисковиках.

Чтобы ускорить процесс создания белков, ученые разработали новый алгоритм ProteinMPNN для генерации аминокислотных последовательностей, который работал в 200 раз быстрее, чем лучшие из предыдущих аналогов. Кроме того, исследователи использовали программу AlphaFold, чтобы независимо оценить, могут ли аминокислотные последовательности, которые создал ProteinMPNN, складываться в желаемые формы.

Комбинация этих инструментов машинного обучения позволила создать новые белки, которые успешно функционировали в лабораторных условиях. Ученым удалось соорудить несколько очень сложных белковых конструкций. Например, наноразмерные кольца, которые, по мнению создателей, могут стать частями нестандартных наномеханизмов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
5 часов назад
Полина Меньшова

Существует убеждение, что женщина наиболее привлекательна для мужчин во время овуляции, поскольку в этот период у нее повышается фертильность и тело начинает пахнуть по-особому. Немецкие исследователи доказали, что это миф, предложив мужчинам оценить запах женского тела в разные периоды менструального цикла.

Вчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

Вчера, 12:37
Алиса Гаджиева

Во время раскопок на юге Турции археологи обнаружили глиняную табличку с хорошо читаемой аккадской клинописью. Когда ее расшифровали, оказалось, что это важные хозяйственные записи, сделанные 3500 лет назад.

Позавчера, 18:26
Татьяна

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

Позавчера, 16:20
Татьяна

Врачи давно знают, что во время каникул и праздников растет число пациентов с нарушениями работы сердца. Причина — в неумеренном пьянстве. Две группы ученых показали, как спиртное вызывает мерцательную аритмию, а также предупредили о рисках для женщин, принимающих гормональную заместительную терапию.

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно