Этот прорыв открывает новые горизонты в разработке лекарственных препаратов и исследовании фундаментальных процессов жизни. Как пишет издание livescience, новейшая разработка, получившая название esmGFP, является сияющим белком, подобным тем, что встречаются у медуз и кораллов. Однако, в отличие от своих природных аналогов, esmGFP является полностью искусственным. Он был создан с помощью модели искусственного интеллекта ESM3, разработанной компанией EvolutionaryScale.
Этот белок существует пока только в виде компьютерного кода, но он содержит уникальную схему зеленого флуоресцентного белка, аналогов которому ранее не существовало. В природе такие белки отвечают за сияние морских существ. Тем не менее, esmGFP отличается от ближайшего известного флуоресцентного белка на 42%. Остальная последовательность является уникальной, и для ее развития понадобилось бы 96 генетических мутаций, что в природе заняло бы более 500 миллионов лет.
Модель искусственного интеллекта ESM3, которая создала esmGFP, работает по принципу решения проблем. Она заполняет пробелы в неполном белковом коде, создавая новые варианты, которые могли бы существовать в природе. По словам Алекса Ривза, соучредителя EvolutionaryScale, ESM3 изучает фундаментальную биологию и способна генерировать функциональные белки за пределами эволюционного пространства.
Исследование, опубликованное в журнале Science, базируется на работе, которую Ривз и его коллеги начали в компании Meta. ESM3 является последней версией генеративной языковой модели, подобной GPT-4, но разработанной для работы с биологическими данными.
Белки состоят из аминокислот, последовательность которых определяется генами. Различные белки имеют разную структуру и выполняют различные функции в организме. Для того, чтобы ESM3 мог понимать белки, исследователи предоставили ему данные об основных свойствах белка в виде последовательности букв. Модель была обучена на данных о 2,78 миллиарда белков, найденных в природе.
Ученые уже давно модифицируют природные белки и создают новые для различных целей. Зеленые флуоресцентные белки, например, широко используются в исследовательских лабораториях. Возможности ESM3 могут значительно ускорить этот процесс и помочь в разработке новых лекарственных препаратов.
Тиффани Тейлор, эволюционный биолог из Университета Бата, отметила, что модели искусственного интеллекта, такие как ESM3, открывают новые возможности в белковой инженерии. Однако, она также отметила, что заявление исследователей о моделировании 500 миллионов лет эволюции касается только отдельных белков и не учитывает многих этапов естественного отбора.
Читай также: