人工智能可从头开始设计灭菌蛋白

科技日报北京1月29日电 (记者刘霞)美国科学家在最新一期《自然·生物技术》杂志上发表论文指出，他们开发出一款新的人工智能(AI)工具ProGen，其能从头开始设计出已被证明有效的抗菌蛋白质，最新方法有望用于研制新药。

蛋白质由氨基酸链组成，这些氨基酸的顺序决定了蛋白质的形状和功能。在最新研究中，加州生物技术初创公司Profiloent的研究人员使用AI，设计出了数百万种新蛋白质，然后选取其中一些制成小样本，以测试它们是否有效。

研究人员指出，ProGen的工作方式与能生成文本的AI相似。ProGen通过学习氨基酸如何结合形成2.8亿种现有蛋白质，学会了如何生成新蛋白质。而且，研究人员可让ProGen专注于设计某一组类似的蛋白质，例如具有抗菌活性的蛋白质。

科学家们对AI的设计过程进行了核查，使其不会让氨基酸“胡言乱语”。他们也在真实细胞内测试了AI设计出的分子样本。结果表明，在他们基于AI设计创造出的100个分子中，66个参与了类似于天然蛋白质的化学反应，破坏了蛋清和唾液中的细菌，这表明这些新蛋白质能杀死细菌。随后，研究人员从中选出反应最强烈的5种蛋白质，并将它们添加到大肠杆菌样本内，结果其中两种蛋白质摧毁了细菌。

接下来，研究人员用X射线对这些蛋白质进行了成像，结果表明，尽管这些蛋白质的氨基酸序列与任何现有蛋白质的差异高达30%，但它们的形状几乎与天然蛋白质类似。研究人员说，类似的过程可用来研发药物新分子以供测试。

【总编辑圈点】

作为有机大分子，蛋白质是生命的重要物质基础，毋庸置疑也是生命科学的重要研究对象。随着人工智能技术在生命科学领域的不断渗透，蛋白质相关研究成为人工智能“试水”的前沿阵地：从可以准确预测蛋白质静态三维结构的“阿尔法折叠”，到首个尝试解析蛋白质动态构象的人工智能方法，再到可以从头开始设计新的蛋白质，甚至专注于设计一组类似的蛋白质，蛋白质研究领域正在见证着人工智能应用的快速迭代升级。

责任编辑：王金海

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