Výzkumníci z Kalifornské univerzity vyvinuli systém umělé inteligence, který od základu vytváří umělé enzymy, přičemž některé z nich vykazují slibné výsledky v buněčných testech.
Představte si, že vytváříte umělé enzymy od nuly. Už si to nepředstavujte, protože tým vědců z Kalifornské univerzity v San Francisku to uskutečnil. Jejich revoluční systém umělé inteligence ProGen využívá predikce dalších tokenů k sestavování sekvencí aminokyselin do proteinů, které by mohly navždy změnit pravidla hry v biotechnologiích.
„Umělé návrhy fungují mnohem lépe než návrhy, které byly inspirovány evolučním procesem,“ říká doktor James Fraser, profesor bioinženýrství a terapeutických věd na UCSF School of Pharmacy. „Jazykový model se učí aspekty evoluce, ale je jiný než běžný evoluční proces.“
Umělé enzymy fungovaly stejně jako ty přirozené
Díky databázi 280 milionů unikátních proteinů, která byla vložena do modelu strojového učení, dokázala společnost ProGen během několika týdnů vygenerovat více než milion sekvencí. Tým poté vybral 100 sekvencí k testování a byl ohromen výsledky. Z této počáteční dávky 100 proteinů bylo vytvořeno pět umělých enzymů, které dokázaly rozkládat bakteriální buněčné stěny s aktivitou srovnatelnou s přirozeně se vyskytujícím enzymem.
A co je na tom nejlepší? Tyto uměle vytvořené enzymy dokázaly fungovat, i když bylo rozpoznatelných pouhých 31,4 % jejich sekvence. Systém umělé inteligence byl dokonce schopen určit tvar enzymů analýzou surových sekvenčních dat. Atomové struktury umělých proteinů se dokonale shodovaly, přestože jejich sekvence byly zcela nové.
Budou proteiny také rozkládat plasty?
„Nyní máme možnost vyladit generování těchto vlastností pro specifické efekty,“ říká Fraser. „Například neuvěřitelně termostabilní enzym má rád kyselé prostředí nebo nebude interagovat s jinými proteiny.“
Vědci se domnívají, že tato nová technologie by mohla dokonce překonat technologii návrhu proteinů oceněnou Nobelovou cenou, řízenou evoluci, a dodat energii padesátiletému oboru proteinového inženýrství tím, že urychlí vývoj nových proteinů pro všechny účely, od léčebných přípravků až po rozklad plastů.
Připravte se tedy na rozloučení s tradičními metodami navrhování proteinů a přivítejte budoucnost biotechnologií s uměle generovanými enzymy.
Zdroj:
sciencedaily.com, newscientist.com