Переворот у науці: вчені навчили штучний інтелект створювати абсолютно нові антитіла

Вчені навчили штучний інтелект створювати абсолютно нові антитіла. Науковці навчали ШІ на тисячах експериментально визначених структурах антитіл.

Про це інформує портал “Nature”.

Вчені вперше застосували можливості ШІ для створення нових типів антитіл. Згідно з даними, опублікованою на цьому тижні на платформі bioRxiv1, це дослідження демонструє можливості ШІ у проєктуванні білків, що своєю чергою відкриває шлях до їх комерційного використання в індустрії терапевтичних антитіл.

Комп’ютерний біохімік з Університету Вашингтона в Сіетлі Натаніель Беннетт і його колеги використовували інструмент ШІ, який допоміг змінити дизайн білка.

Інструмент під назвою RFdiffusion уможливлює створення міні-білків, котрі ефективно з’єднуються з обраним білком. Однак, на відміну від антитіл, ці спеціалізовані білки мають іншу структуру.

Команда з біофізика-обчислювача Девіда Бейкера та біохіміка-обчислювача Джозефа Уотсона з Вашингтонського університету модифікували радіочастотну дифузію.

Інструмент заснований на нейронній мережі, подібній до тих, що використовуються штучним інтелектом для створення зображень. Команда налагодила мережу, навчивши її на тисячах експериментально визначених структурах антитіл, приєднаних до їхніх мішеней, а також на реальних прикладах інших антитілоподібних взаємодій.

Варто зауважити, що антитіла є білками, які виробляє імунна система відповідь на чужорідні молекули. Антитіла допомагають організму ідентифікувати та нейтралізувати антигени, такі як мікроорганізми та токсини, відіграючи ключову роль у захисній реакції імунної системи. Вони зазвичай вироблялись методами, що базуються на імунізації тварин або скринінгу величезної кількості молекул.

Проте інструменти ШІ можуть пришвидшити ці досить довгі та складні зусилля. Натаніель Беннетт наголошував, що вони здатні “демократизувати здатність створювати антитіла”. Він вказує, що саме так можуть розроблять антитіла вже через 10 років.

Проте антитіла, отримані методом радіочастотної дифузії, ще потребують значних вдосконалень. Створені антитіла, які працювали, не “зв’язувалися зі своїми мішенями” особливо сильно. Будь-яке антитіло, що використовується в терапевтичних цілях, потребує модифікації. Та навіть такі результати дозволяють Шарлотті Дін (імуноінформатик з Оксфордського університету) наголосити на вагомих сподіваннях, що це дослідження, яке представляє важливий крок у застосуванні інструментів дизайну білка через ШІ для створення нових антитіл, є досить перспективним.