Российский университет медицины

Проект кафедры истории медицины Российского университета медицины
27.07.2021

Нейросеть AlphaFold определила трехмерную форму всех белков человека

С помощью нейросети AlphaFold молекулярные биологи определили примерную трехмерную структуру всех 20 тыс. белков, которые вырабатывают клетки человека. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature.

"Возможность очень точно и быстро определять трехмерную структуру белков приведет к настоящей революции в понимании того, как работают все живые организмы. Уже сейчас можно сказать, что у AlphaFold есть множество применений, связанных со здравоохранением и сельским хозяйтсом", – отметила профессор Европейского института биоинформатики Джанет Торнтон.

За последнее время нейросети научились выполнять нетривиальные задачи и даже "мыслить" творчески – например, они рисуют картины и раскрашивают видеоролики в стиле Ван Гога или Кандинского. Например, недавно математики научили искусственный интеллект распознавать следы меланомы. Нейросеть справляется с этим лучше экспертов-онкологов.

Недавно ученые из британской компании Deepmind разработали нейросеть AlphaFold, которая может решать одну из самых сложных задач в биологии – определять трехмерную форму белковых молекул по их химическому составу. Первые опыты с этой нейросетью показали, что она может определять положение аминокислот внутри молекулы с атомной точностью. Торнтон и ее коллеги попытались с помощью этого алгоритма решить крайне амбициозную задачу – определить структуру всех 20 тыс. белков, "инструкции" по производству которых есть в ДНК человека.

Первая версия AlphaFold достаточно точно определила структуру более 98,5% белков и вычислила точное положение около 60% аминокислот из этих цепочек. Ученые надеются, что блалгодаря этому можно будет ускорить изучение протеома человека.

По обоим показателям AlphaFold превосходит ускорители частиц и другие приборы, с помощью которых ученые пытались изучать структуру белков в предыдущие пять десятков лет. В частности, ученые получили точные структуры белков, связанных с синдромом Вольфрама, диабетом и другими болезнями, которые в прошлом не удавалось определить экспериментально.

Кроме белков человека ученые проводили аналогичные расчеты для еще двух десятков живых организмов, которых активно используют в лабораторных экспериментах, в том числе мушек-дрозофил, червей-нематод и дрожжей​. Все эти данные специалисты опубликовали в виде базе данных AFPSD, в которой была информация по структуре более чем 350 тыс. белков.

В ближайшее время ученые планируют расширить ее и определить трехмерную форму всех 100 млн белков, известных науке. Биологи надеются, что благодаря этим данным человечество приблизится к полному пониманию того, как устроены живые организмы и как возникают нарушения в работе разных клеточных белков.

По материалам сайта ТАСС


Возврат к списку