Искусственный интеллект был использован для прогнозирования структур почти каждого белка, выгворяемого человеческим организмом.
Разработка может помочь ускорить открытие новых лекарств для лечения заболеваний, наряду с другими приложениями.
Белки являются важными строительными блоками живых организмов; каждая клетка, которая у нас есть, заполнена ими.
Понимание форм белков имеет решающее значение для развития медицины, но до сих пор была разработана только часть из них.
Исследователи использовали программу под названием AlphaFold для прогнозирования структур 350 000 белков, принадлежащих людям и другим организмам.
Инструкции по изготовлению человеческих белков содержатся в наших геномах – ДНК, содержащейся в ядрах клеток человека
Белки состоят из цепочек меньших строительных блоков, называемых аминокислотами. Эти цепи складываются множеством различных способов, образуя уникальную 3D-форму. Форма белка определяет его функцию в организме человека.
350 000 белковых структур, предсказанных AlphaFold, включают не только 20 000, содержащихся в протеоме человека, но и так называемые модельные организмы, используемые в научных исследованиях, таких как E. coli,дрожжи, плодовая муха и мышь.
Этот гигантский скачок в возможностях описан исследователями DeepMind и командой из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в престижном журнале Nature.
AlphaFold удалось сделать уверенный прогноз структурных положений для 58% аминокислот в протеоме человека.
Позиции в 35,7% были предсказанными с очень высокой степенью достоверности — вдвое больше числа, подтвержденного экспериментами.
Традиционные методы проработки белковых структур включают рентгеновскую кристаллографию, криогенную электронную микроскопию (Крио-ЭМ) и другие. Но ни одно из них не легко сделать: «Для строительства структур требуется огромное количество денег и ресурсов», — сказал BBC News профессор Джон Макгихан, структурный биолог из Университета Портсмута.
Поэтому 3D-формы часто определяются как часть целенаправленных научных исследований, но ни один проект до сих пор не определял систематически структуры для всех белков, вызготовыемых организмом.
Фактически, только 17% протеома покрыто структурой, подтвержденной экспериментально.
Комментируя прогнозы AlphaFold, профессор Макгихан сказал: «Это просто скорость - тот факт, что это занимало у нас шесть месяцев на структуру, а теперь это занимает пару минут. Мы не могли предсказать, что это произойдет так быстро».
«Когда мы впервые отправили наши семь последовательностей команде DeepMind, две из них у нас уже были экспериментальные структуры. Таким образом, мы смогли протестировать их, когда они вернулись. Это был один из тех моментов, если честно, когда волосы встали на затылке, потому что структуры, произведенные AlphaFold, были идентичными».
