Среди последних достижений отечественной науки — секрет зеленых микроводорослей, чертежи природных белков от нейросетей и нестареющий глаз человека. Рассказываем, что нового у российских исследователей в сфере белковой инженерии и офтальмологии.
Открытие, замедляющее старение
Группа российских ученых (Федеральный исследовательский центр Биотехнологии РАН, МФТИ и биологический факультет МГУ) сделала сенсационное открытие: они нашли способ защитить сетчатку человеческого глаза от возрастных изменений. Это можно сделать с помощью вещества, способного противостоять вредоносному пигменту — липофусцину. Именно он делает инструменты нашего зрения похожими на пожелтевшую пленку фотоаппарата: если нейтрализовать пигмент, мир в нашем сознании будет отпечатываться четче.
Бороться с ним помогает природный белок, известный как AstaP. Он содержится в зеленых микроводорослях и способен доставлять глазу важнейшие вещества — каротиноиды. Казалось бы, это отличный антидот против старения, но природа не всегда предоставляет готовые инструменты для использования в медицине. Белок AstaP оказался слишком сложным для прямого применения. Его структура требовала доработки, чтобы он смог эффективно выполнять свою задачу в человеческом организме. Решение этой проблемы нашли российские исследователи.
Зачем окулистам искусственный интеллект?
Ученые обратились к нейросетям, чтобы те помогли изменить структуру AstaP и адаптировать ее под нужды медицины. Результаты превзошли все ожидания: после обработки искусственным интеллектом появился новый белок — NeuroAstaP. Он не только сохранил все положительные качества своего предшественника, но и приобрёл новые, например, уменьшился в размере, что значительно упростило его использование.
Оригинальный подход к применению технологий
На самом деле, нейросети, просчитывающие структуры молекул, существуют и используются в так называемой белковой инженерии относительно давно. Они обучаются на структурах, которые получают с помощью метода кристаллографии. Но белки AstaP не удается закристаллизовать. Чтобы обойти эту проблему, российские ученые предложили новый подход к использованию нейросетей: он позволил применить данные о структуре белка, полученные иным методом, без дополнительного переобучения.
Перспективы открытия
Найденный нашими учеными обходной путь белковой инженерии расширит набор инструментов для переформирования белковых молекул, которые будут применяться в медицине и биотехнологии. Благодаря использованию искусственного интеллекта, исследователи и врачи смогут сделать ещё один шаг в борьбе за наше здоровье и долголетие.