ИИ подключили к созданию вакцин, препаратов и биоматериалов

Как ни странно, но метод по типу DALL-E американские ученые применили впервые. Комбинации алгоритмов ИИ помогли создать весьма непростые конструкции из белков необычных очертаний. И что важно - они функционировали.

Теперь белковые молекулы можно создавать быстро и точно. Данные исследований были обнародованы в издании Science. Они будут применены в создании вакцин нового типа, лекарственных препаратов, биоматериалов и устройств, улавливающих углерод.

Как известно нам из уроков химии, белки - это важная и обязательная часть живых организмов. Именно они участвуют во всех процессах, происходящих в клетках. В составе белка - последовательности аминокислот, которые определяют его 3Д-форму, благодаря чему он и функционирует. А теперь алгоритмы нейросети - AlphaFold и RoseTTAFold могут в мельчайших подробностях предрекать структуры природных белков, основываясь лишь на последовательностях аминокислот. Нам известна лишь незначительная часть белков, в то время, как новые, разработанные современными технологиями, могут быть не менее важными и нужными.

Генерирование белков происходит несколькими способами:

1. Hallucination, напоминающий DALL-E либо аналогичную нейросеть, создающую результат, основываясь на подсказках.
2. Inpainting, похожий на автоматическое заполнение в поисковых системах.

Для ускорения процесса создания белков, пришлось разработать алгоритм ProteinMPNN, чтобы генерировать аминокислотные последовательности. Он работал в сотни раз оперативнее своих старых аналогов. Также была применена программа AlphaFold, для независимой оценки вероятности создания нужных форм получившимися последовательностями аминокислот.

Все вместе и помогло придумать абсолютно новые эффективные белки. Ученые также смогли создать сложные конструкции, такие как наноразмерные кольца, котрые можно применять в необычных наномеханизмах.