AI模型設(shè)計(jì)六種性能更優(yōu)蛋白質(zhì)

2024-11-26 17:12:47來源：科技日?qǐng)?bào)

人工智能（AI）蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)正在走向“更快

、更好

、更強(qiáng)”。美國(guó)麻省總醫(yī)院布萊根分院和貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款名為EVOLVEpro的AI工具，被認(rèn)為是蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破

。團(tuán)隊(duì)在最新一期《科學(xué)》雜志上展示了通過該工具設(shè)計(jì)的6種具有不同用途的蛋白質(zhì)，證明了EVOLVEpro能夠提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性、精確度及效率。

研究示意圖

。

圖片來源：Medical Xpress網(wǎng)站

蛋白質(zhì)工程的概念由來已久，但隨著AI和大型語言模型的興起

，這一領(lǐng)域正在經(jīng)歷深刻的變革

。蛋白質(zhì)語言模型能夠理解蛋白質(zhì)的“語法”，通過分析龐大的基因組數(shù)據(jù)庫中的蛋白質(zhì)序列

，提出改進(jìn)蛋白質(zhì)的具體建議

。類似于最新的大型語言模型，EVOLVEpro作為一層額外的功能

，能夠在作出回應(yīng)前進(jìn)行深入的推理和思考。

團(tuán)隊(duì)使用EVOLVEpro對(duì)6種蛋白質(zhì)進(jìn)行了設(shè)計(jì)

。結(jié)果顯示

，經(jīng)過EVOLVEpro優(yōu)化的兩種單克隆抗體對(duì)目標(biāo)的黏附力增強(qiáng)了30倍；微型CRISPR核酸酶執(zhí)行基因編輯的效率提升了5倍

；用于基因編輯的蛋白質(zhì)在向基因組不同位置插入序列的能力提高了兩倍

；Bxb1整合酶在將DNA片段植入細(xì)胞以實(shí)現(xiàn)可編程基因整合的效率增加了4倍；而用于RNA合成的T7 RNA聚合酶

，在準(zhǔn)確復(fù)制RNA方面的能力更是提升了100倍

。

團(tuán)隊(duì)指出，這款工具的最大優(yōu)勢(shì)在于它不受自然進(jìn)化限制

。借助AI

，他們可以根據(jù)特定需求優(yōu)化蛋白質(zhì)，創(chuàng)造出性能更佳

、速度更快

、強(qiáng)度更高的蛋白質(zhì)，使其更有效地與目標(biāo)結(jié)合

，進(jìn)而改善治療方法或增強(qiáng)其功能性

。

該技術(shù)意味著人類不僅能設(shè)計(jì)出與自然產(chǎn)物相媲美的蛋白質(zhì)，還將具有應(yīng)對(duì)自然未曾遇到過的挑戰(zhàn)的能力，包括開發(fā)更加精準(zhǔn)的抗體來治療自身免疫疾病或癌癥

，以及研發(fā)更為有效的病毒疫苗

，或是培育營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高或具備更強(qiáng)二氧化碳吸收能力的作物。

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