Компания DeepMind создала программу, способную моделировать объемные структуры за считанные часы. То, что раньше требовало от ученых многих дней работы, сейчас занимает несколько часов.
Протеины, строительный материал всего живого, основа жизни. Они состоят из аминокислот, образующих нити. Затем эти нити переплетаются в замысловатый узел, имеющий свою специфическую форму и, позволяющую ей выполнять определенные функции.
Примерно 50 лет назад, ученые высказали гипотезу, что зная, лишь, небольшой аминокислотный участок белка, можно построить его полную 3D модель. Но решение этой проблемы оказалось умопомрачительно сложным, так как никто не мог точно предположить в какую именно строну будет сворачиваться белковая нить в объемной модели.
25 лет назад ученые организовали соревнование, чей метод расчетом будет более точно предсказывать 3D структуры белка.
В этом году, на суд участников, компания DeepMind, являющаяся дочкой Google, презентовала програму искусственного интеллекта, которая, как неожиданно выяснилось, может быстро и точно предсказывать 3D модели белковых молекул. Результаты удивили многих, так как созданная программа была на голову выше остальных участников.
Участникам соревнования давали аминокислотную последовательность белка, состоящую из 100 аминокислот. При этом, полная структура протеина жюри известна заранее. Затем, на основе этой последовательности, команды должны построить полную 3D структуру белка. Оценка производиться от 0 до 100% точности. Те, кому удалость создать верную модель должны иметь точность более 90%.
В чем особенность программы AlphaFold, созданной DeepMind? Она, на первом этапе, строит полную модель белка на основе известных, содержащихся в общей базе, данных. Затем, для окончательного расчета, использует нейросеть , работающую, подобно человеческому мозгу. В результате нескольких испытаний, средний балл AlphaFold получился равным 92,5%, что значительно превышает результат в 60%, достигнутый в прошлом году.
Раньше, для того, чтобы ученым точно расшифровать объемную модель белка требовались годы и даже десятилетия, а прошлые компьютерные модели укладки белка обладали низкой точностью. Однако компьютерная модель, под названием AlphaFold теперь нужно всего несколько часов, чтобы с достаточно высокой точностью создать 3D структуру белка.