Команда разработчиков DeepMind при Университете Мэриленда создала интеллектуальную систему AlphaFold. Алгоритм на основе ИИ предсказывает структуру белка. Данная способность в будущем поможет учёным постичь основные механизмы работы клеток и ускорит синтез лекарств от новых форм вирусов. Изучение формы белка важно для разработки вакцин, в том числе, от COVID-19.

Непредсказуемость форм белка представляет для учёных проблему вот уже более 50 лет. Как сообщается, DeepMind первыми привлекли ИИ для решения этой задачи.

В базу данных системы внесли порядка 170 тысяч структур уже изученных белков – все данные были взяты из общедоступных источников. На основании этого материала AlphaFold научился предсказывать новые вероятные структуры клеток. Погрешность ИИ составляет всего 0,16 нанометра.

Точность и скорость AlphaFold заметно выше, чем у имеющихся вычислительных методов, при этом его эксплуатация в несколько раз дешевле других систем. Прежде в лабораториях использовались рентгеновская кристаллография и криоэлектронная микроскопия. Они требуют специальной дорогостоящей техники и совсем других затрат времени.

Включение алгоритма в исследования поможет сделать шаг вперёд в изучении болезней. Внедряясь в организм, вирус прикрепляется к клетке за счет особой структуры – белковой по своей природе. Оболочка клеток также состоит из белка. Условия для сцепки клетки вируса и клетки организма зависят от переплетений и изгибов аминокислотных структур. С помощью AlphaFold можно быстрее изучить устройство вируса и разработать вакцину против него.

Знание структуры белка облегчит разработку новых препаратов. Многие из лекарств моделируются в виде трехмерной молекулярной структуры. Молекулы размещаются в целевых белках. Последнее возможно только при знании их структуры. AlphaFold предсказывает ее с почти абсолютной точностью.

В дальнейшем AlphaFold и другие системы смогут создавать синтетические белки, что очень востребовано в современной промышленности. Из них получаются ферменты, необходимые для переработки отходов, а также материал для биотоплива. Не исключена перспектива производства удобряющих белков. С помощью подпитки растений удастся повысить урожайность сельского хозяйства.

Таким образом, дальнейшая разработка AlphaFold представляется специалистам DeepMind весьма перспективной.

Источники: habr, META-Cybersport