Новый метод использует ИИ для создания искусственных белков

Международная исследовательская группа разработала метод проектирования крупных новых белков с улучшенными характеристиками и их производства в лаборатории с заданными свойствами. В основе подхода — новый способ использования возможностей ИИ-программы AlphaFold2, за создание которой в 2024 году была присуждена Нобелевская премия по химии.

Команда под руководством Хендрика Дица (ТУМ) и Сергея Овчинникова (MIT) применила точное предсказание структуры от AlphaFold2 вместе с методом градиентного спуска для эффективного дизайна белков. Исследование опубликовано в журнале Science.

Ключевое отличие метода:

• Вместо выбора одного из 20 возможных аминокислотных блоков в каждой точке цепи используется вариант, при котором все возможности виртуально накладываются друг на друга.
• Эта "суперпозиция" позволяет итеративно оптимизировать белок, пока новая структура не станет максимально близкой к желаемой.
• Оптимизированная структура затем используется для определения реальной аминокислотной последовательности, которую можно собрать в лаборатории.

Экспериментальная проверка:

Команда спроектировала виртуально более 100 белков, произвела их в лаборатории и проверила экспериментально. Структуры, полученные на практике, оказались очень близки к спроектированным.

Результат и перспективы:

• Метод позволил создать белки размером до 1000 аминокислот, что приближается к размеру антител.
• В такие белки, как и в антитела, можно интегрировать несколько желаемых функций, например, мотивы для распознавания и подавления патогенов.