Нейросеть создала уникальный белок, не встречающийся в природе

Ученые из команды EvolutionaryScale изобрели нейросеть, которую назвали ESM3. Эта нейросеть может создавать новые формулы белков, которые не встречаются в природе.

Сейчас активно развивается синтетическая биология. Не исключено, что не за горами изобретение материалов, которое поможет нам тюнинговать организм. Например, сделав органы более устойчивыми и долгоживущими.

По оценкам создателей нового белка, для того, чтобы он возник в ходе эволюции естественным образом, потребовалось бы 500 млн лет. Срок фантастический! Чтобы вам лучше было понять масштаб - деревья на нашей планете появились всего около 370 млн лет назад.

Новый белок получил название esmGPF.


Принцип действия схож с тем, как текстовая версия нейросети ChatGPT генерирует текст. Нейросеть пытается предсказать слово, которое будет следующим, оценивая его с точки зрения теории вероятности. Так и здесь нейросеть подсказывает все звенья формулы нового белка.

Для обучения нейросети ученые "скормили" ей данные по 2,78 млрд существующих белков. Это практически все белки, известные современной науке. Для каждого белка были загружены данные о последовательности (порядок аминокислотных строительных блоков, из которых и состоит белок), структуре и функции (что именно делает белок, каковы его свойства).

Модель сгенерировала 96 флуоресцентных белков. Каждый из этих белков способен "светиться", как и все флуоресцентные материалы. Он ловит малейший свет и испускает его обратно на более длинной волне. Отраженный свет выглядит одним из оттенков зеленого.


Подобные есть и в природе, но новые белки лишь на 58% совпадают с ними по химической формуле. Статья опубликована в базе данных препринтов bioRxiv.

Это пока базовая версия модели, которую ученые предоставляют для использования в некоммерческих целях. На своем сайте ученые предлагают попробовать новую нейросеть. Доступ дают по запросу, так как проект в закрытом тестировании.

В планах вскоре выпустить обновленную коммерческую версию модели. Эта нейросеть может пригодиться в самых разных областях: от открытия новых антибиотиков и лекарств, до разработки новых средств, разлагающих пластик и другие отходы.

Ну и, в будущем, подобные решения можно будет использовать в синтетической биологии. Синтетическая биология напоминают компьютерную индустрию. Это способ создания из различных кирпичиков живые организмы с новыми свойствами.