AlphaFold przewidział kształt białek ponad 2800 wirusów. Dane są otwarte dla każdego naukowca

NVIDIA, Google DeepMind i europejski instytut bioinformatyki EMBL-EBI udostępniły 24 września przewidziane przez AI trójwymiarowe struktury kompleksów białek ponad 2800 wirusów. Dane trafiły do otwartej bazy AlphaFold Database i może z nich korzystać każdy naukowiec. Projekt opisuje blog NVIDII.

To temat dla biologów, ale łatwo go wyjaśnić. Wirus działa dzięki białkom, a białka działają dzięki temu, jak są zwinięte. Szczepionka albo lek musi trafić w konkretny fragment takiej struktury, jak klucz w zamek. Przy COVID-19 naukowcy znali kształt białka kolca, bo badali koronawirusy od dziesięcioleci. Dla tysięcy innych wirusów takiej wiedzy dziś nie ma.

Co tu zrobiła AI

Kształt białka ustala się tradycyjnie w laboratorium: białko się krystalizuje i prześwietla promieniami rentgenowskimi. NVIDIA pisze, że jedna struktura może tak zająć lata i kosztować tysiące dolarów. Model AlphaFold2 od Google DeepMind przewiduje strukturę w kilka minut i można go uruchamiać hurtowo.

Tym razem zespół nie przewidywał pojedynczych białek, tylko kompleksy. To grupy białek, które w wirusie działają razem. Po kolei przeszedł przez rodziny wirusów, które zakażają ludzi, od przeziębienia po mpox. Każde przewidywanie ma oznaczony poziom pewności, a te najpewniejsze naukowcy mogą potwierdzić w laboratorium.

	Liczba
Wirusy w nowym zbiorze	ponad 2800
Nowe dla nauki interakcje białek	ok. 30 proc.
Wszystkie przewidywania w bazie AlphaFold	ponad 260 mln

Dlaczego to ciekawe

Najciekawsza liczba to 30 proc. Tyle dodanych interakcji białek nie było wcześniej opisanych w Protein Data Bank, głównym repozytorium struktur ustalonych w laboratoriach. To nie są gotowe odkrycia, tylko wskazówki, gdzie szukać. Chris Dallago z NVIDII nazywa bazę „silnikiem do stawiania hipotez”.

Blog przytacza też szacunek Center for Global Development: szansa na pandemię tak ciężką jak COVID-19 do 2050 roku wynosi ok. 50 proc. Joe Grove z Uniwersytetu w Glasgow opisuje cel projektu jako gromadzenie wiedzy na zapas, zanim będzie potrzebna.

To kolejny w tym miesiącu przypadek, w którym AI przyspiesza biologię. Niedawno pisaliśmy, jak Claude znalazł nowy układ enzymów podobny do CRISPR i jak MedGemma od Google pomaga lekarzom w Afryce i Azji.

Kto za tym stoi i jak skorzystać

W projekcie biorą udział CEPI, EMBL-EBI, Google DeepMind, NVIDIA, Seoul National University, Sungkyunkwan University, Szwajcarski Instytut Bioinformatyki i Uniwersytet w Glasgow. NVIDIA udostępniła też za darmo narzędzie BioNeMo Structure Prediction Pipeline, którym wygenerowano zbiór. Laboratorium może nim przewidzieć struktury własnych białek.

Blog nie podaje, czy w zbiorze są wirusy szczególnie ważne dla Europy. Z bazy mogą korzystać także polskie laboratoria, bo dostęp jest otwarty dla naukowców z każdego kraju. Dane są w części Pandemic Preparedness Portal bazy AlphaFold Database.