Создана нейросеть для расчета взаимодействий белков с другими молекулами
Специалисты британской компании Deepmind разработали нейросеть AlphaFold3, которая способна не только просчитывать трехмерную форму белков, но и определять то, как они будут взаимодействовать с другими сложными молекулами, в том числе с нитями ДНК и РНК. Создание этой системы ИИ ускорит разработку лекарств.
Создание AlphaFold2 привело к революции в моделировании белков. Новая версия этой нейросетевой модели не только более точно просчитывает их форму, но и способна определять структуру белковых комплексов, а также просчитывать взаимодействия белков и различных сложных небелковых молекул. Ее появление дополнительно ускорит геномные исследования, а также разработку лекарств и возобновляемых материалов.
Эта нейросеть была разработана группой американских биологов и математиков. Ученые приспособили разработанную ими нейросеть AlphaFold2 для решения более сложной задачи – определения трехмерной формы белков.
Новая версия этой нейросети, получившая имя AlphaFold3, способна более точно определять форму молекул пептидов, а также она умеет оценивать то, насколько активно те или иные белки будут взаимодействовать с другими сложно устроенными молекулами. Подобные взаимодействия играют ключевую роль в жизни клеток, так как пептиды ускоряют реакции, управляют работой генов и передают сигналы между клетками.
Ученые изучали в прошлом подобные взаимодействия при помощи ускорителей частиц и рентгеновских кристаллографов, что требовало большого количества времени и ресурсов на изучение одной реакции. Создание AlphaFold3 значительно удешевит и ускорит этот процесс, так как теперь биологи и биохимики смогут просчитывать эти реакции без проведения большого числа опытов.
Биологи просчитали при помощи ИИ структуру S-белка вируса простуды и присоединенного к нему антитела, а также воспроизвели то, как вирусный фермент 7R6R подавляет работу участков ДНК, отвечающих за запуск процесса самоуничтожения зараженной бактерии. Результаты этих расчетов совпали с данными, которые были получены при проведении экспериментов с реальными белками вирусов. Это подтвердило высокое качество работы AlphaFold3.
Нейросети AlphaFold2 и AlphaFold3 представляют собой новый класс систем ИИ, работа которых основана на базе так называемых эвоформеров. Это особый класс алгоритмов, который пытается определить структуру отдельных сегментов сложных молекул, для чего он представляет их в виде трехмерного дерева, состоящего из множества пар связанных элементов. Эвоформер соединяет пары этих элементов, опираясь на уже известные примеры, и постепенно вычисляет структуру белка или другой сложной молекулы с точностью, сопоставимой с качеством замеров при проведении реальных экспериментов.
Источник: nauka.tass.ru
