Исследователи компании DeepMind (подразделение Google) с помощью нейросети AlphaFold намерены описать 3D-структуру почти 200 миллионов белков. Эти белки работают в клетках 1 миллиона видов, охватывающих почти все известные белки на планете. Данные будут загружены в открытую базу данных. Еще два года назад, чтобы получить 3D-структуру всего одного белка нужны были месяцы работы ученых и дорогостоящее оборудование. Теперь достаточно послать запрос к базе.
Белки играют огромную роль в жизни клетки. Фактически именно белки и делают всю работу, которая обеспечивает жизнь всех организмов - от элементарных вирусов до человека. Определять последовательность аминокислот, из которых состоит белок, ученые имеют хорошо и быстро. Но узнать последовательность недостаточно. Белок начинает работать только после того, как он свернется в 3D-структуру. А вот определить эту структуру было очень сложно. Белов "превращали" в кристалл и использовали рентгеновскую кристаллографию. Это долго и дорого. Иногда ученые тратили на выяснение 3D-структуры одного белка месяцы и даже годы.
Но наступило будущее.
Вселенная белков
Все изменилось после того, как подразделение Google компания DeepMind разработала нейросеть AlphaFold, которая умеет по последовательности аминокислот предсказать 3D структуру белка. Нейросеть это делает быстро и качественно.
Исследователи использовали AlphaFold для предсказания структуры около 200 миллионов белков из 1 миллиона видов, охватывающих почти все известные белки на планете, пишет Nature.
Все 3D-структуры будут размещены в свободном доступе в базе данных, созданной DeepMind - разработчиком AlphaFold, и Европейским институтом биоинформатики (EMBL-EBI) Европейской лаборатории молекулярной биологии.
Перспективы, которые открываются перед биологами невероятные. Вместо тяжелого многодневного труда, чтобы получить 3D-структуру белка достаточно просто послать запрос.
Важно и то, что методы AlphaFold позволяют активно экспериментировать с искусственными белками. Теперь далеко не всегда нужно собирать реальный белок из аминокислот, например, чтобы проверить будет ли он работать. Достаточно отдать последовательность аминокислот AlphaFold, она построит 3D-структуру и скажет: "Что-то вы здесь накосячили". Это огромная экономия времени и денег. Таким образом можно найти действительно полезные белки.
Наступает новая эпоха по многих-многих областях биологии. Важнейшим приложением станет разработка новых лекарств.