Международная команда ученых разработала новый метод создания искусственных белков, способных выполнять заданные функции, такие как борьба с вирусами или транспортировка лекарств. Метод основан на применении искусственного интеллекта (ИИ) и новых подходов к оптимизации белковых структур.
Белки — важнейшие элементы живых организмов, отвечающие за множество процессов: от иммунитета до химических реакций. Однако естественные белки не всегда удовлетворяют всем потребностям медицины и науки. Именно поэтому ученые стремятся разрабатывать искусственные аналоги, которые обладают заданными свойствами.
Исследовательская команда под руководством профессоров Хендрика Дица из Технического университета Мюнхена и Сергея Овчинникова из MIT применила возможности программного обеспечения AlphaFold2, которое позволяет с высокой точностью прогнозировать структуры белков. Новый метод использует оптимизационный подход под названием градиентный спуск.
Эта техника помогает проектировать аминокислотные цепочки так, чтобы они максимально точно формировали желаемую белковую структуру. После нескольких итераций оптимизации ученые создают окончательную последовательность, которую можно собрать в лаборатории.
Для проверки эффективности метода команда разработала более 100 белков, протестировав их в реальных лабораторных условиях. Результаты показали, что созданные белки почти полностью соответствуют расчетным структурам.
Используя этот метод, ученые впервые смогли создать белки длиной до 1000 аминокислот — сопоставимых с размерами антител. Это открывает путь к интеграции в белки сложных функций, таких как подавление патогенов или распознавание вирусов.
