В основе инструментов для молекулярных машин - методы искусственного интеллекта
В Санкт-Петербурге на базе ИТМО открылась лаборатория «Генеративный дизайн ферментов и аптамеров», где разрабатываются на основе методов ИИ цифровые инструменты для молекулярных машин.
Как пояснили ТАСС в пресс-службе университета, молекулярные машины - это биологические структуры, которые способны быстро и точно выполнять важные задачи внутри клеток организма человека. Например, они помогают синтезировать молекулы ДНК, вырабатывать энергию и реализовать сокращения мышц.
В научном мире нет единой теории по направленной разработке этих биологических структур, однако ученые разных стран ведут работу в этом направлении. Это поможет редактировать геном, регулировать метаболизм клеток и проводить тонкие манипуляции с молекулами.
В ИТМО молекулярные машины будут проектироваться в виде наноустройств, которые способны ускорять химические реакции, избирательно связывать молекулы, выступать в роли биопроцессоров.
На базе лаборатории разработают ряд инструментов для них на основе ИИ, data science и расчетных методов, которые позволят создавать молекулярные машины для прикладных задач.
Кроме того, ученые планируют:
- запустить систему «Lego молекулярных машин» - это «поиск и создание отдельных и независимых функциональных модулей, и способы их сборки в молекулярные машины под ключ с заранее запрограммированным поведением»;
- создать направление «Фермент под ключ» - там будут перестраивать существующие природные молекулярные машины под конкретные задачи медицины и биотехнологий. Это позволит регулировать метаболизм клеток и обнаруживать маркеры заболеваний в сложных биологических жидкостях - это важно при тестировании на месте оказания медицинской помощи;
- сформировать рекомендательную систему-модификатор малых РНК для более эффективного «отключения» генов при лечении болезней.
В ИТМО полагают, что результаты исследований помогут в разработке лекарств для персонализированной медицины и POC-систем - мобильных устройств для лабораторной диагностики заболеваний.