AI vytvorila úplne nový fluorescenčný proteín

Tím výskumníkov AI, biológov a evolučných špecialistov z EvolutionaryScale a Arc Institute v USA navrhol a postavil model AI schopný generovať kód na syntézu nových proteínov. Vo svojom článku publikovanom v časopise Science skupina opisuje faktory, ktoré viedli k vývoju ich nového modelu AI, ktorý nazývajú ESM3, a ako ho použili na syntézu nového fluorescenčného proteínu.

Predchádzajúci výskum ukázal, že syntéza proteínov môže poskytnúť jedinečný pohľad na štruktúru a funkciu prírodných proteínov. Doteraz väčšina takýchto proteínov kopíruje tie, ktoré sa nachádzajú v prírode. V tejto novej štúdii výskumníci použili model umelej inteligencie na napodobnenie evolučného procesu proteínu, ktorý v prírode nikdy neexistoval.

^{Zdroj Foto: Science (2025). DOI: 10.1126/science.ads0018}

Výskumný tím použil údaje o existujúcich proteínoch ako základ pre generovanie nových proteínov. ESM3 je multimodálny generatívny jazykový model, čo znamená, že podobne ako chatboty sa učí pomocou trénovania na veľkom množstve údajov. V tomto prípade bol trénovaný na 771 miliardách tokenov vytvorených z 3,15 miliardy proteínových sekvencií, 236 miliónov proteínových štruktúr a 539 miliónov proteínových anotácií.

Podľa výskumníkov to bolo, akoby model získal 500 miliónov rokov evolučných poznatkov, čo mu umožnilo začať so základným kódom, ktorý sa počas virtuálneho času vyvinul do virtuálneho proteínu. Virtuálny proteín sa potom pomocou štandardných techník syntézy proteínov premenil na reálny umelý proteín. Výsledkom bol proteín s genetickou sekvenciou, ktorá sa líšila od ostatných známych proteínov.

Výskumný tím konkrétne požiadal svoj model, aby vytvoril zelený fluorescenčný proteín (proteíny, ktoré fluoreskujú pod ultrafialovým svetlom, sa často používajú ako markery). Tím pomenoval nový proteín esmGFP. Navrhujú, že ich model a jemu podobné modely by sa dali použiť na vytvorenie nových proteínov, ktoré by mohli byť užitočné v medicíne, environmentálnom výskume a v mnohých ďalších aplikáciách.

Zdroj: phys.org.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}