Штучний інтелект розробив антимікробні білки, які згодом були протестовані в реальному житті та показали, що вони працюють. Цей підхід може бути використаний для створення нових ліків.

Білки складаються з ланцюжків амінокислот. Послідовність цих кислот визначає форму та функції білка.

Алі Мадані з Profluent, біотехнологічного стартапу в Каліфорнії, та його колеги використали штучний інтелект для створення мільйонів нових білків, а потім створили невелику вибірку з них, щоб перевірити, чи вони працюють.

ШІ, який отримав назву ProGen, працює подібно до штучних інтелектів, які можуть генерувати текст.

ProGen навчився створювати нові білки, вивчивши граматику того, як амінокислоти поєднуються, утворюючи 280 мільйонів існуючих білків. Замість того, щоб дослідники обирали тему для написання ШІ, вони могли вказати групу схожих білків, на яких він мав би зосередитися. У цьому випадку вони обрали групу білків з антимікробною активністю.

Дослідники запрограмували перевірки в процесі роботи ШІ, щоб він не створював амінокислотну «абракадабру», але вони також протестували зразок запропонованих ШІ молекул у реальних клітинах. Зі 100 молекул, які вони фізично створили, 66 брали участь у хімічних реакціях, подібних до реакцій природних білків, які знищують бактерії в яєчному білку та слині. Це дозволило припустити, що нові білки також можуть вбивати бактерії.

Дослідники відібрали п’ять білків з найбільш інтенсивними реакціями та додали їх до зразка бактерій Escherichia coli. Два з цих білків знищили бактерії.

Потім дослідники сфотографували їх за допомогою рентгенівських променів. Попри те, що їхні амінокислотні послідовності на 30% відрізнялися від будь-яких існуючих білків, їхня форма майже збігалася з природними білками. Джеймс Фрейзер з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, який був частиною команди, каже, що з самого початку не було зрозуміло, як ШІ зможе так сильно змінити амінокислотну послідовність і при цьому створити правильну форму.

«Це було щось на кшталт «виглядає як качка, крякає як качка», і рентгенівські промені підтвердили, що він ще й ходить як качка», – каже Фрейзер.

Він був здивований тим, що знайшов добре функціонуючий білок у першій відносно невеликій частині всіх протеїнів, створених за допомогою ProGen, які вони протестували.

Подібний процес може бути використаний для створення нових тестових молекул для розробки ліків, хоча їх все одно доведеться тестувати в лабораторіях, що забирає багато часу, каже Мадані.