Искусственный интеллект научился создавать новые белки
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии