Дослідники компанії DeepMind (підрозділ Google) за допомогою нейромережі AlphaFold мають намір описати 3D-структуру майже 200 мільйонів білків. Ці білки працюють у клітинах 1 мільйона видів, що охоплюють майже всі відомі білки на планеті. Дані будуть завантажені у відкриту базу даних. Ще два роки тому, щоб отримати 3D-структуру всього одного білка потрібні були місяці роботи вчених і дороге обладнання. Тепер досить послати запит до бази.
Гексокиназа. Вікіпедія
Білки відіграють величезну роль у житті клітини. Фактично саме білки і роблять всю роботу, яка забезпечує життя всіх організмів — від елементарних вірусів до людини. Визначати послідовність амінокислот, з яких складається білок, вчені мають добре і швидко. Але дізнатися послідовність недостатньо. Білок починає працювати тільки після того, як він згорнеться в 3D-структуру. А ось визначити цю структуру було дуже складно. Білок “перетворювали” в кристал і використовували рентгенівську кристалографію. Це довго і дорого. Іноді вчені витрачали на з’ясування 3D-структури одного білка місяці і навіть роки.
Але настало майбутнє.
Всесвіт білків
3D-структура білка в трьох різних форматах Вікіпедія
Все змінилося після того, як підрозділ Google компанія DeepMind розробила нейромережу AlphaFold, яка вміє по послідовності амінокислот передбачити 3D структуру білка. Нейромережа це робить швидко і якісно.
Дослідники використовували AlphaFold для передбачення структури близько 200 мільйонів білків з 1 мільйона видів, що охоплюють майже всі відомі білки на планеті, пише Nature.
Всі 3D-структури будуть розміщені у вільному доступі в базі даних, створеній DeepMind-розробником AlphaFold, і Європейським інститутом біоінформатики (EMBL-EBI) Європейської лабораторії молекулярної біології.
Перспективи, які відкриваються перед біологами неймовірні. Замість важкої багатоденної праці, щоб отримати 3D-структуру білка досить просто послати запит.
Важливо і те, що методи AlphaFold дозволяють активно експериментувати зі штучними білками. Тепер далеко не завжди потрібно збирати реальний білок з амінокислот, наприклад, щоб перевірити чи буде він працювати. Досить віддати послідовність амінокислот AlphaFold, вона побудує 3D-структуру і скаже: «щось ви тут напартачили». Це величезна економія часу і грошей. Таким чином можна знайти дійсно корисні білки.
Настає нова епоха по багатьох-багатьох областях біології. Найважливішим додатком стане розробка нових ліків.