• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 сентября
Александра Медведева
903

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

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
Позавчера, 17:35
Александра Медведева

Ученые обнаружили, что нейроны в мозгу так называемых суперстариков (тех, кто дожил до преклонного возраста, сохранив отличную память) значительно крупнее, чем у их сверстников и даже людей на 20-30 лет моложе. Кроме того, эти нейроны не содержат клубков тау-белка, которые характерны для возрастных нарушений памяти и болезни Альцгеймера. Вероятно, крупные нейроны представляют собой биологический признак успешного старения.

Вчера, 12:34
Алиса Гаджиева

Воины Северной Европы украшали себя бисером, стекло для которого добывали в античных храмах. Впрочем, их мастера творчески подходили к переплавке древнего наследия.

Вчера, 12:36
Анна Новиковская

Хотя медведи относятся к отряду хищных, куда входят собаки и кошки, с эволюционной точки зрения они приходятся остальным плотоядным млекопитающим довольно дальней родней. Изучив рацион разных видов этих животных, ученые пришли к выводу, что медведям требуется намного меньше белка, чем другим хищным, и преимущественно мясная диета медведей, содержащихся в зоопарках, может привести к сокращению срока их жизни.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Позавчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: