ИИ создал новый белок, смоделировав 500 миллионов лет эволюции
html Копировать Скачать Запустить
Представьте: чтобы создать новый вид белка, природе нужны сотни миллионов лет случайных мутаций и естественного отбора. А теперь представьте, что искусственный интеллект делает то же самое за несколько дней. Именно это произошло: модель ESM3 спроектировала флуоресцентный белок esmGFP, аналогов которому нет в природе. Результаты опубликованы в Science, и они открывают дверь в новую эру биологии.
Белки — основа жизни
Белки — это главные работяги нашего организма. Они строят мышцы, таскают кислород, борются с инфекциями. Каждый белок — это цепочка аминокислот, свёрнутая в хитрую трёхмерную форму. От формы зависит функция.
Особое место занимают флуоресцентные белки (GFP), которые светятся зелёным. Их нашли у медуз и кораллов, и они стали незаменимыми инструментами для учёных: с их помощью можно помечать молекулы и смотреть, что происходит внутри живой клетки. Теперь к ним добавился esmGFP — первый в истории белок, созданный не эволюцией, а алгоритмом.
Искусственный интеллект на службе эволюции
ESM3, разработанный компанией EvolutionaryScale, работает как лингвистическая модель, только вместо слов он учит «язык» белков. Ему скормили данные о 2,78 миллиарда природных белков, и он научился предсказывать, как должна выглядеть правильная последовательность аминокислот.
Потом ему дали задание: восстановить неполные белки, вписать пропущенные буквы. Решая эти головоломки, ИИ самостоятельно нащупал эволюционные пути, которые природа никогда не пробовала. В результате родился esmGFP, который на 42% отличается от ближайшего природного родственника. Учёные прикинули: чтобы получить такой же случайным перебором мутаций, эволюции понадобилось бы 500 миллионов лет. ESM3 справился за несколько дней.
Перспективы для науки и медицины
Это не просто игрушка. Флуоресцентные белки — основа множества методов визуализации. Новый белок может оказаться стабильнее, ярче или обладать другими полезными свойствами. Но главное — мы научились конструировать белки под заказ. Хотите фермент, который жрёт пластик? Пожалуйста. Нужно эффективное биотопливо? Сделаем. Белок-лекарство, которое точечно бьёт по раковым клеткам? Уже в работе.
В мире, где пандемии и климатические кризисы становятся нормой, возможность быстро проектировать биологические решения — это суперсила.
Ограничения и вопросы
Конечно, эволюция — это не только последовательность аминокислот. Есть ещё экология, поведение, взаимодействие с другими видами. Как замечает эволюционный биолог Тиффани Тейлор, ИИ не учитывает всей сложности реального мира. Кроме того, возникают этические вопросы: а что будет, если такие белки попадут в природу? Не натворят ли они дел?
Тем не менее, факт остаётся фактом: мы вступили в эру, где можем ускорять эволюцию и заглядывать в те уголки белкового пространства, куда природа даже не думала заглядывать. И это только начало.
