В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science, говорится о значительном прорыве в молекулярной биологии, когда модель искусственного интеллекта успешно смоделировала полмиллиарда лет молекулярной эволюции для создания нового белка, названного esmGFP.
Этот светящийся белок похож на те, что встречаются у медуз и кораллов, и может способствовать разработке новых лекарств. В настоящее время он существует только в виде цифрового кода, но ученые утверждают, что в нем содержится генетический чертеж нового типа зеленого флуоресцентного белка.
Исследование показало, что аминокислотная последовательность esmGFP имеет лишь 58% сходства с ближайшим известным белком - модифицированной человеческой версией белка, найденного в морских анемонах. Исследование предполагает, что для создания такого белка природе потребовалось бы 96 различных генетических мутаций на протяжении 500 миллионов лет.
ИИ-модель ESM3 работает без ограничений естественной эволюции, заполняя пробелы в белковых последовательностях на основе знаний о миллиардах возможных путей эволюции. Обученная на данных о 2,78 миллиардах природных белков, она генерирует новые белковые последовательности, ранее не встречавшиеся в живых организмах.
Это достижение знаменует собой скачок в белковой инженерии, тем более что флуоресцентные белки широко используются в биологических исследованиях для мониторинга клеточных процессов и молекулярных взаимодействий. Однако некоторые ученые предупреждают, что этот метод, хотя и является мощным, не сможет заменить сложные естественные процессы, которые формировали жизнь на протяжении миллионов лет.
Исследование было разработано компанией EvolutionaryScale на основе работы, начатой исследователями из Meta, материнской компании Facebook и Instagram, до основания EvolutionaryScale в 2024 году. Исследование прошло рецензирование, что повышает его достоверность и открывает путь для дальнейших исследований роли искусственного интеллекта в разработке белков и будущих методов лечения.