Są miliardy nowych białek do odkrycia. Nowe narzędzie może je zmapować

Wprowadzono nowe narzędzie, które pomoże odkryć nowe białka i ich sekwencje. Mówimy tutaj o miliardach nowych kombinacji.  Przełom w biomedycynie Białka to molekularne maszyny odpowiedzialne za niemal wszystko, co dzieje się w żywej komórce - od trawienia po odporność na nowotwory. Żeby zrozumieć, jak działają, naukowcy muszą znać ich kształt, czyli trójwymiarową strukturę. Przez dekady ustalanie tej struktury było żmudne i kosztowne. Przełom nastąpił kilka lat temu, gdy AI zaczęła robić to automatycznie. Nowe narzędzie o nazwie ESMFold2 poszło jeszcze dalej. Stworzyła je drużyna biologa obliczeniowego Alexa Rivesa z Chan Zuckerberg Biohub, instytutu biomedycznego w San Francisco finansowanego przez założyciela Facebooka Marka Zuckerberga i jego żonę Priscillę Chan. Efekt? Baza danych ESM Atlas zawierająca struktury 1,1 miliarda białek oraz informacje o sekwencjach niemal 7 miliardów kolejnych. Dotychczasowy lider w tej dziedzinie, AlphaFold Database firmy Google DeepMind, zawierał ponad 200 milionów struktur. ESM Atlas bije go przeszło 800 milionami pozycji. Kluczowa przewaga ESMFold2 to dane, na których był trenowany. Obejmują one tak zwane sekwencje metagenomiczne, czyli materiał genetyczny pobierany bezpośrednio ze środowiska naturalnego - z gleby, oceanów, powietrza - bez hodowania organizmów w laboratorium. Dzięki temu atlas obejmuje białka z rejonów biologii, które dotąd były praktycznie nieznane. W praktyce narzędzie potrafi nie tylko przewidywać kształt pojedynczego białka, ale też to, jak dwa białka pasują do siebie - co jest kluczowe przy projektowaniu leków. Badacze z Biohub użyli ESMFold2 do zaprojektowania nowych przeciwciał, czyli białek układu odpornościowego, które celowo blokują białka powiązane z nowotworami i chorobami autoimmunologicznymi. Duża część zaprojektowanych cząsteczek po syntezie w laboratorium zachowała się dokładnie tak jak przewidział model. Naukowcy z innych ośrodków przyjęli wyniki z uznaniem, choć wskazują, że to nie jedyne mocne narzędzie w tej klasie. Gemma Atkinson, biolog obliczeniowy z Uniwersytetu Lund w Szwecji, ocenia atlas jako "niezwykłe zasoby dla biologii". Natomiast Sergey Ovchinnikov z MIT widzi go raczej jako coś, co uzupełni AlphaFold Database aniżeli go zastąpi. ESMFold2 jest w pełni open source, bez ograniczeń komercyjnych -- co oznacza, że może trafić do laboratoriów i firm na całym świecie bez licencyjnych barier. To właśnie otwartość może zadecydować o tym, że ten atlas zmieni nie tylko badania naukowe, ale i praktykę przemysłu farmaceutycznego.