Сьогодні компанія, що поєднує ШІ та біотехнології, випустила інструмент, який допоможе вченим створювати абсолютно нові молекули в процесі, який, за їхніми словами, віддзеркалює пів мільярда років еволюції. Дослідники наполегливо намагаються використовувати ШІ для створення нових молекул, щоб розробити кращі ліки, біопаливо та матеріали.
Інструменти ШІ зараз розробляються для того, щоб швидше визначати структуру білка, генерувати біологічні молекули з розширеними функціями та створювати нові редактори генів.
EvolutionaryScale – стартап, заснований кількома дослідниками ШІ, які раніше працювали в Meta, – будує мовну модель, подібну до тих, що працюють у чат-ботах зі штучним інтелектом, яким можна запропонувати створити нові білки. Функція білка в клітині часто визначається його структурою.
Ці форми розвиваються протягом мільярдів років, “проходячи через величезне еволюційне сито”, яке фільтрує білки за їхніми “послідовностями, структурами та функціями”, пише команда EvolutionaryScale у препринті статті, опублікованій на їхньому сайті у вівторок.
Найбільша версія нової генеративної моделі штучного інтелекту – ESM3 – була навчена на даних 2,78 млрд природних білків: їхніх амінокислотних послідовностей, тривимірних атомних структур, які виникають з цих послідовностей, і функцій, що випливають з цих білків.
Потім модель прогнозує закономірності в цих даних і використовує їх для створення нових білків з певними функціями. Коли модель отримує підказки щодо послідовностей, структур або функцій, вона “знаходить творчі рішення для складних комбінацій підказок, включаючи рішення, для яких ми не можемо знайти відповідної структури в природі”, – пишуть дослідники.
Команда попросила ШІ-модель згенерувати новий зелений флуоресцентний білок (GFP) – білок, що випромінює світло, знайдений у медузах і коралах, який був розроблений як потужний інструмент молекулярної біології для маркування та відстеження білків та інших молекул у клітинах.
Він створив новий флуоресцентний білок, який потім порівняли з базою даних відомих білків. Послідовності нового флуоресцентного білка, створеного ШІ, та існуючого флуоресцентного білка, найбільш схожого на нього, були ідентичними лише на 58%.
Створення білка, який відрізняється від існуючих, “схоже, еквівалентне моделюванню понад 500 млн років еволюції”, – пишуть вони.
“Ми вважаємо, що ESM3 робить значущий крок до інструментів, які можуть дозволити вам проєктувати біологію з перших принципів – до інженерної біології”, – сказав співзасновник і головний науковий співробітник EvolutionaryScale Олександр Рівз в інтерв’ю Axios.
EvolutionaryScale співпрацює з Amazon Web Services та Nvidia, і нова модель ШІ незабаром буде доступна їхнім обраним клієнтам, повідомили в компанії. Модель також доступна для некомерційного використання через API, а код і ваги будуть випущені для меншої відкритої версії ESM3, сказав Рівз.
У міру розвитку ШІ, що прискорює біотехнології, виникають проблеми з відповідальністю. На початку цього року Рівз і понад 160 інших дослідників закликали до встановлення принципів, що регулюють “відповідальну розробку ШІ для дизайну білків”.
Вони заявили, що потенційні переваги нинішніх інструментів дизайну білків, створених за допомогою ШІ, переважають над ризиками. Але “ця сфера розвивається дуже швидко, і ми вважаємо, що важливо заздалегідь думати про потенціал цих моделей”, – сказав Рівз.
Зрештою, ці інструменти повинні будуть довести свою цінність для фармацевтичної промисловості та інших секторів, які вже давно стикаються з повільними та дорогими лініями розробки.
“У фармацевтичній галузі існує справедливий скептицизм щодо ШІ. Історично склалося так, що обчислення не мали того впливу, який був обіцяний. Значною мірою це пов’язано з тим, що вони не змогли вплинути на фундаментальне економічне рівняння”, – сказав Рівз.
Але Рівз очікує, що нові інструменти прогнозування ШІ, які дозволять застосовувати більш “раціональні інженерні підходи”, “вплинуть на це рівняння цілком реальним чином”.
Читайте також:
Leave a Reply