Нейросеть DeepMind расшифровала структуру почти всех белков, известных науке
Алгоритм AlphaFold, разработанный в 2018 году, предсказывает трехмерную структуру белка из последовательности составляющих их аминокислот. Поскольку структура белка определяет его функцию, база данных из 200 миллионов идентифицированных белков способна совершить революцию в биологии и медицине. Прежде ИИ умел распутывать структуру лишь небольшой доли таких белков.
Белки выполняют множество функций в организме: структурную, транспортную, рецепторную и так далее. Каждая из них тесно связана с определенной формой белка, которую он принимает в процессе фолдинга цепочек аминокислот. Инструкция по сворачиванию белка в наиболее эффективную форму содержится в первоначальной одномерной структуре аминокислоты. Однако распутать трехмерную структуру крайне сложно, потому что количество возможных конфигураций зашкаливает. Обычно биологи действуют экспериментальным путем, используя очень дорогие и трудоемкие методы.
Команда разработчиков из DeepMind представила решение этой важной научной задачи в 2020 году, когда вместе с Европейской лабораторией молекулярной биологии обнародовала открытую базу данных, содержащую 98% всех человеческих белков, а также белковые структуры 20 других молекул. А теперь эта база пополнилась всеми белками, которые существуют почти в каждом организме на Земле, геном которого был секвенирован. Это свыше 200 млн структур, сообщает ZME Science.
«Считайте это всей белковой вселенной, — заявил Демис Хассабис, глава DeepMind. — Мы находимся в начале новой эры цифровой биологии».
Появление доступных 3D-структур белков позволит ученым разобраться в функциях тысяч молекул в геноме человека, которые до сих пор оставались загадкой и которые могут быть связаны с болезнетворными генными вариантами. Также они могут применяться для ускоренного получения новых лекарственных препаратов.
Все белковые структуры, распутанные AlphaFold, находятся в открытом доступе. По словам представителей DeepMind, сейчас с базой данных могут работать свыше 500 тысяч исследователей из 190 стран.