ИИ оптимизирует разработку лекарств-антител
Белки эволюционировали, чтобы преуспеть во всем - от сокращения мышц до переваривания пищи и распознавания вирусов. Чтобы создать более качественные белки, в том числе антитела, ученые часто последовательно мутируют аминокислоты — элементы, из которых состоят белки, — в разных положениях, пока полученный белок не начнет выполнять улучшенные функции, например, вызывать более сильный иммунный ответ или более эффективно улавливать углекислый газ из атмосферы.
Но возможных аминокислотных последовательностей больше, чем песчинок в мире. А найти лучший белок и, следовательно, лучшее потенциальное лекарство зачастую дорого или невозможно.
Ученые из Стэнфорда разработали новый метод, основанный на машинном обучении, для более быстрого и точного прогнозирования молекулярных изменений, которые приведут к созданию более совершенных препаратов с антителами.
Этот подход, опубликованный в журнале Science 4 июля, сочетает в себе трехмерную структуру белкового каркаса с большими языковыми моделями, основанными на аминокислотной последовательности, и позволяет исследователям за считанные минуты находить редкие и желательные мутации, которые в противном случае были бы обнаружены только в результате тщательных экспериментов.
Возглавляемая Питером С. Кимом, профессором биохимии и научным сотрудником института химии Сарафана, и Брайаном Хи, доцентом кафедры химической инженерии, команда показала, что они могут усовершенствовать антитело к SARS-CoV-2, которое было одобрено FDA и было снято с производства из-за его неэффективности в отношении нового штамма в ноябре 2022 год. Их подход привел к 25-кратному повышению эффективности борьбы с вирусом.
"Многие усилия в области искусственного интеллекта и разработки лекарств сосредоточены на сборе огромного количества данных о том, насколько хорошо определенная молекула выполняет определенную задачу, чтобы компьютер мог узнать достаточно для разработки лучшей версии", - сказал Ким. "Что примечательно, так это то, что мы показали, что вместо большинства этих данных можно использовать структуру, и компьютер все равно будет учиться".
"Теперь больше антител действительно могут быть оптимизированы", - сказал Хи, который также является исследователем инноваций в Институте Arc.
Согнутый в форме
Сталкиваясь с проблемой поиска наилучшей аминокислотной последовательности, ученые часто создают миллионы и тестируют их на миниатюрных, упрощенных версиях биологических систем. Они надеются, что лучшее лекарство в блюде будет также лучшим лекарством для людей.
"Это требует много предположений и проверок", - сказал Хи. "Цель многих интеллектуальных алгоритмов - исключить из этого процесса догадки".
Чтобы ускорить этот процесс, ученые разработали алгоритмы машинного обучения, подобные ChatGPT, которые обучаются на аминокислотных последовательностях миллионов белков для прогнозирования желаемых мутаций.
Однако эти модели часто указывают ученым на последовательности, которые после получения в лаборатории становятся нестабильными или хуже, чем в исходном состоянии.
Отчасти это объясняется тем, что функция белка зависит не только от последовательности аминокислот, но и от трехмерной структуры этой последовательности. Например, чтобы вызвать иммунный ответ, антитела должны иметь правильную форму, чтобы связываться с молекулами, которые находятся на поверхности вирусов.
По мнению команды, ключом к разработке более совершенного алгоритма прогнозирования была структура. Таким образом, они ограничили длинный список возможных полезных мутаций — согласно модели large language, основанной на последовательности, - только теми, которые сохраняли трехмерную форму исходного белка.
Испытательная площадка
В декабре 2022 года команда испытала его на недавно прекращенной терапии антителами к SARS-CoV-2.
"Преобладающая теория заключалась в том, что попытки усовершенствовать это антитело потерпят неудачу", - сказал Варун Шанкер, студент-медик, аспирант кафедры биофизики и ведущий автор исследования. "Вирус был слишком умен. Он эволюционировал по мере того, как распространялся среди миллионов людей, чтобы точно знать, как мутировать, чтобы избежать появления этих антител".
Использование моделей, основанных исключительно на последовательности, для оптимизации белка привело к скромному двукратному повышению эффективности. Но благодаря их подходу, ориентированному на структуру, команда добилась увеличения в 25 раз.
"Мы наконец-то смогли справиться с вирусом", - сказал Шанкер, который также является участником учебной программы по взаимодействию химии и биологии в Sarafan ChEM-H.
Обучая старую модель новым трюкам
Большинство усилий по использованию ИИ для создания более совершенных лекарств основаны на "обучении" или "контроле" модели, что предполагает получение огромного количества данных о функциях и характеристиках уникальных белковых последовательностей. Этот подход требует много времени, и в результате получается модель, адаптированная к конкретному белку, выполняющему конкретную задачу.
Эта модель не требует каких-либо данных о том, что делает белок, насколько хорошо он это делает, или каких-либо лабораторных экспериментов. Поскольку структура тесно связана с функцией, координаты белка становятся показателем производительности.
Для работы с антителами к COVID они ограничили структуру не только самим антителом, но и антителом, когда оно связывается с вирусом. Таким образом, их модель "выучила" некоторые правила связывания антител без необходимости в обучении.
Первые эксперименты показали, что этот подход применим и к другим видам белков, таким как ферменты, которые помогают катализировать химические реакции в нашем организме. На данный момент исследователи обнаружили, что модель указывает ученым на десятки белков, и в среднем половина из них лучше, чем предполагалось изначально.
Этот инструмент может быть полезен для быстрого реагирования на возникающие или эволюционирующие заболевания. Он также снижает барьер для создания более эффективных лекарств.
Более сильные лекарства означают, что необходимы более низкие дозы, что означает, что данное количество может принести пользу большему числу пациентов. Для таких инфекционных заболеваний, как ВИЧ, когда исследования показали, что большие, но нечастые дозы антител могут защитить пациентов от инфекции, это может иметь решающее значение.
Команда делает свою модель и код доступными для всех желающих.
"Это захватывающий пример того, как глубокое обучение может демократизировать процесс создания более качественных белков", - сказал Шанкер. "Это не только позволяет людям разрабатывать новые лекарства, но и открывает новые области научных исследований, которые ранее были недоступны".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астрофизик призывает показать инопланетянина

Врата с гигантскими распятиями над Шварцвальдом

Земля могла заразить жизнью подледный океан Европы

История изменившая уфологию

Мечта о полёте к соседним звёздам

Нейроинтерфейс вернули пациенту речь и работу

НЛО десятками летали над СССР

НЛО над СССР, Зимбабве и США

Ноев ковчег наконец-то найден

Ограничения на число разумных цивилизаций

Певица ищет у экстрасенсов ответ о своей связи с НЛО

Расшифровали древнюю табличку с заклинаниями

Солнечная система не проверена на техносигнатуры

Спутник сам обнаружил искомый объект

Тайная сестра Стоунхенджа

Титан признали гигантским складом ресурсов

ФБР расследовало появление летающей картошки

ЦРУ сообщало об НЛО над Сары-Шагане

Череп пропавшей учёной раскрывает новую зацепку

Экзопланета с дождями из рубинов и сапфиров

Белый дом формирует научную группу по изучению НЛО

Добыча кислорода из лунной почвы

Заявления Спилберга о присутствии инопланетян

Как рассмотреть нашу Вселенную

Лаборатория естественной химии у протозвезд

Медицинские системы для Луны и Марса

Министерство обороны скрывает детали об НЛО

Мощный НЛО обнаружен в далекой черной дыре

Наблюдение НЛО в форме гигантской картофелины

Наше представление о календаре майя

Неразгаданные тайны Стоунхенджа

От морского дна до Марса

Сверхмассивные чёрные дыры - крупнейшие колыбели планет

Способ оценки масс новорожденных планет

Стремиться ли к Луне

Суперконтинент сделал из Земли снежный ком

Ученые обновляют план первого контакта

Фильм Спилберга об НЛО основан на достоверных данных

Хронология древних океанов Марса

Черная дыра образовалась раньше своей галактики

Артефакты на фотографии марсохода Кьюриосити

Белый дом опубликовал новые файлы с НЛО

Брифинг НАСА о инопланетной звездной базе

В архивах Ватикана нет записей об НЛО

В куклу вселился призрак собаки

Внутри особняка с привидениями в Денвере

Военные отслеживали антигравитационные технологии

Все cвидетельства путешествий во времени

Инопланетяне уже посещали Землю

НЛО над главным аэропортом Зимбабве

НЛО отслеживается самолетом ВВС США

НЛО пролетел по небу над Индией

Оранжевая сфера повергла рыбака в шок

Пентагон опубликовал 72 новых файла об НЛО

Путешественник во времени времен Второй мировой войны

Режиссер Стивен Спилберг заявляет, что мы не одиноки

Светящийся шар запустил рой загадочных объектов

Существование путешествий во времени

Убедитесь в реальности путешествий во времени

Черный шар засеивает облака дронами

Брифинг НАСА о инопланетной звездной базе на Луне

Где же все черные дыры промежуточной массы

Давно скрытые секреты выходят на свет

Диски, светящиеся шары и картофелина

Древние изменения климата Марса

Замечен всплеск наблюдений красных шаров

Исключение темной энергии из уравнения

Китай и Россия обладают сбитыми НЛО

Конференция по НЛО пройдет в Канаде

Красные карлики пожирают планеты, похожие на Землю

Лунные базы сталкиваются с невидимой угрозой

Новый телескоп может обнаружить 100 000 миров

Окончательная перепись близких звёздных систем

Почему первые галактики прекратили звездообразование

Размытые видеозаписи и никаких фактов

Странное квантовое свойство изолятора будущего

Триллер Стивена Спилберга об НЛО всех покорил

Туристы запечатлели яркий треугольный НЛО

Файлы об НЛО разжигают панику на Земле

Фильм Стивена Спилберга об НЛО бьёт рекорды

Эволюция городской мобильности. Все об электросамокатах

Встреча с инопланетянами в Розуэлле

За кулисами печально известного интервью Груша

Загадочная картофелина над Колорадо

Инопланетный корабль был всего лишь светом

Инопланетян по-прежнему нет

Наблюдения таинственных шаров

Недавно опубликованное досье Пентагона об НЛО

Новое внимание к исчезновению генерал-майора

Новые файлы НЛО могут содержать угрозу безопасности

Последние мгновения перед исчезновением генерала

Правительства скрывают правду об инопланетянах

Прозрачный НЛО искривил пространство

Разоблачитель НЛО заявляет о секретных расходах

Рецензия на фильм Стивена Спилберга

Сообщения о светящихся красных шарах

Странные огни, но мало неопровержимых фактов

США публикуют третью порцию файлов об НЛО

Трамп обнародовал третью порцию файлов об НЛО

Угрожает ли Вере раскрытие НЛО

Шкала сообщений об НЛО, заслуживающих изучения

Большинство американцев верят в НЛО

Вращающиеся диски и светящиеся шары

Время существует не везде

Инопланетяне могут существовать

Инопланетяне на чемпионате мира

Опубликованы новые файлы об НЛО

Официальные лица США приблизились к тайне НЛО

Пентагон опубликовал третью партию файлов об НЛО

Плазменные шары в центре внимания

Появление НЛО над Зимбабве летом 2008 года

Публичное раскрытие администрации Трампа

Пять сообщений правоохранительных органов о НЛО

Светящиеся шары на северо-востоке США

Создали ядерные шаровые молнии в лаборатории

США публикуют третью партию файлов об НЛО

Третья партия файлов об НЛО

Уфологические файлы Пентагона содержат видеозаписи

Фильм, который стоит посмотреть перед Днем раскрытия

Христианство совместимо с концепцией НЛО

Шаровые НЛО над северо-востоком США

Реальные истории, которые легли в основу фильмов ужасов

Артефакт обнаружен на фото марсохода

База инопланетян в районе северного полюса Луны

Восемь инопланетных существ, описанных властями

Грибы на Марсе сделают реголит плодородным

Загадочный водяной лед Меркурия

Замаскированный НЛО направляется к району ранчо Скинуокер

Инвестор ищет возможности, связанные с НЛО

Инопланетяне как никогда близки

Кладезь данных о гравитационных волнах

Марс может помочь нам понять маргинальные экзопланеты

Невероятный научно-фантастический мини-сериал

Новый опрос проливает свет на убеждения американцев

Обнаружена трижды затменная система звёзд

Одержимость Стивена Спилберга инопланетянами

Пилот видел НЛО размером больше авианосца

Правительственные секреты об инопланетянах

Привел ли инцидент в Варгинье к обнаружению инопланетян

Реальные доказательства или мистификация

Светящийся шар завис над городом

Умирающая звезда создала Хрустальный Шар

Величайшее сокрытие информации в истории США

День раскрытия информации хочет, чтобы вы поверили

Доказательство реальности путешествий во времени

Как использовать лунные ресурсы

Миллиарды секретных расходов, скрытых от Конгресса

Многие фильмы Спилберга об инопланетянах глубокие

Многомиллиардный секрет американских военных

Не верьте ажиотажу вокруг искусственного интеллекта

НЛО увеличивает число подписчиков блогеров

Определили физические признаки нашего Сознания

Отвечать на сигналы инопланетян запрещено

План на день, когда инопланетяне вступят в контакт

Почему размер популяции не спасает ее от вымирания

Связи ЦРУ с инопланетными технологиями

Скрытый порядок в многомерной случайности

Странные огни, бесшумные корабли и близкие встречи

США изучали комаров как биологическое оружие

ЦРУ собирает инопланетные технологии

Черные дыры делают экзопланеты непригодными для жизни

Эмили Блант изучала реальные истории о похищениях

Берегитесь Малдеров и Скалли

В файлах об НЛО христиане видят демонов

Внеземная жизнь может ускользать от зондов

Законодатели хотят, чтобы уфо-инсайдеры имели иммунитет

Как Великая пирамида пережила землетрясения

Конгрессмен осуждает препятствия на пути к правде

На острове Пасхи появилась новая статуя

Недалеко от Юпитера наши рой метеоритов

Нужно принять меры по обеспечению прозрачности

Обнаружили сверхземлю у близлежащего красного карлика

Писать письма инопланетянам нестоит

Правительство США вербовало детей-экстрасенсов

Правительству США известно об инопланетянах

Сильно покрасневшие загадочные квазары

Скептик посетил ранчо Скинуокер

Стивен Спилберг вызвал возмущение из-за НЛО

Стремление к раскрытию тайн НЛО

Уфо-инсайдеры штурмуют Капитолийский холм

Участники сообщества конспирологов на Reddit

Экзопланета размером с Сатурн и земной температурой

Адские планеты более распространены, чем экзоземли

Вот 15 лучших фильмов об НЛО

Встречи с инопланетянами. Факт или вымысел

Жанна д’Арк - девушка, которая определила будущее мира

Наверх
Яндекс.Метрика