A molekuláris biológia egyik legnehezebb feladatát oldották meg mesterséges intelligencia segítségével a Washingtoni Egyetem kutatói.
Évszázados kémiai kötéseket szakítanak fel a tervezett enzimek
A természetben a fehérjéket összetartó peptidkötések rendkívül stabilak, lebomlásuk maguktól akár több száz évig is eltarthatna. Élő szervezetekben specifikus enzimek, úgynevezett proteázok felelősek ezen kötések felhasításáért, azonban a természetes evolúció során kialakult enzimek köre korlátozott. A modern mesterséges intelligencia modellek használatával a biológusoknak sikerült olyan teljesen új, mesterséges proteázokat építeniük, amelyek célzottan képesek kijelölt fehérjeláncokat elvágni.
A tervezési folyamat során a szakemberek meglévő enzimmechanizmusokból indultak ki. A fehérjék vázának megrajzolásához az RFdiffusion2 modellt, az aminosavak pontos sorrendjének kiválasztásához a ProteinMPNN rendszert, míg a létrejövő térszerkezet modellezéséhez és ellenőrzéséhez az AlphaFold3 eszközt hívták segítségül.
Idegrendszeri betegségek kezelésében hozhat áttörést
A gyakorlati tesztek igazolták az elképzelés működőképességét. A laboratóriumi kísérletekben az új molekuláris ollók sikeresen felhasítottak olyan specifikus fehérjéket is, amelyek közvetlenül kapcsolódnak súlyos idegrendszeri megbetegedések kialakulásához. Ez a módszer teljesen új távlatokat nyithat a célzott terápiák és a gyógyszerfejlesztés területén, hiszen a jövőben tetszőlegesen tervezhetők lesznek a káros struktúrákat lebontó enzimek.
A fejlett tervezőeszközök alkalmazása jól mutatja, hogy az algoritmikus modellek már messze túlmutatnak a digitális asszisztenseken vagy a szöveggeneráláson. Az élő anyag alapvető építőkockáinak újratervezése a biotechnológia és az orvostudomány legígéretesebb határterületévé vált.
