ИИ AlphaFold добился беспрецедентной точности в предсказании структуры белков⁠⁠

Внутри каждой клетки вашего тела трудятся миллиарды миниатюрных механизмов. Они переносят кислород в крови, позволяют глазам видеть свет и помогают двигаться вашим мышцам. Эти механизмы называются «белки», и они принимают участие в каждом биологическом процессе во всех живых организмах. Каждый белок имеет определенную трехмерную структуру, которая определяет, что он делает и как он работает. На сегодняшний день нам известно более 200 миллионов белков, и их количество постоянно растет. Однако мы знаем точную трехмерную структуру лишь малой части этого многообразия белков.

Если белок распрямить, он станет похож на нить, на которую нанизаны бусинки-аминокислоты, всего 20 видов. Взаимодействия между этими аминокислотами заставляют белок сворачиваться и принимать конкретную форму из бесконечного многообразия возможностей. В течение десятилетий, сообщество ученых работает над определением формы белка по последовательности его аминокислот. Это важная задача современной биологии. Мы создали систему искусственного интеллекта AlphaFold, чтобы помочь решить эту задачу. Мы обучили систему на 100 тысячах белков с известной трехмерной структурой. Теперь система может точно предсказать форму белка по последовательности аминокислот.

Предсказания AlphaFold поспособствуют прогрессу в самых разных областях. В будущем мы сможем более быстро понимать механизмы новых заболеваний и разрабатывать лекарства для борьбы с ними. Мы сможем использовать энзимы для переработки пластиковых отходов, и даже фиксировать углекислый газ из атмосферы. Все это с помощью белков. Предстоит еще много работы, но распознание формы белков по последовательности аминокислот поможет ученым лучше понимать природу и живую материю.

На соревновании CASP 2020 (Critical Assessment of protein Structure Prediction) система AlphaFold добилась беспрецедентной точности в предсказании структуры белков. Медианное значение GDT (Global distance test) 92.4 соответствует ошибке предсказания, примерно равной 0.1 нанометра.

Источник