在科研领域,蛋白质设计一直是备受关注的。当下,一些新的研究成果带来了好消息,但同时也存在着不少需要进一步探索的地方。这使得大家都在关注这个领域未来的发展走向。
蛋白质设计新工具的可靠性
早期实验发现,研究人员合成蛋白时,部分有用蛋白与软件预测的表现一致。这是蛋白质设计者首次拥有可重复且可靠的工具。在某个具体实验室,研究人员按流程合成蛋白,发现其结果与之前软件预测的相近,这表明这些工具具有很大的实用价值。这为打造全新产业提供了可能,让大家对该领域充满期待,都想知晓后续的新变化。从这个角度看,这个新工具的出现是一个重要节点。
AI模型带来曙光
像 AlphaFold 这样能够依据氨基酸序列准确预测蛋白质结构的 AI 模型,仿佛黑暗中一道曙光的降临。此模型是由 Google DeepMind 公司开发的,它一经出现就改变了现有的格局。另外还有其他的 AI 模型,它们都是利用真实蛋白质序列和结构进行训练的神经网络,其作用不仅仅是预测结构,还能用于从头创造蛋白质。例如在蛋白质研究领域,之前很多难题都无法得到解决,而有了这些 AI 模型,就有了新的思路和解决途径。
RFdiffusion的特点
Baker 团队对 RFdiffusion 进行测试,这一行为意义重大。在测试过程中,他们未给网络关于蛋白质长度的指示,然而网络却给出了各式各样极为逼真的蛋白质,并且这些蛋白质与通过 PDB 训练出来的完全不同。此外,该网络还具备根据特定设计要求来设计蛋白质的能力。这就如同拥有一个既听话又聪明的助手,当你告知它想要的方向后,它就能依照此要求制造出东西。比如在设计具有特殊用途的蛋白质时,可以引导这个程序进行设计。
不同方法的比较
之前存在许多设计蛋白质的方法。此次为了进行对比,在一项分析中获取了很多有趣的数据。例如,使用 AI 工具生成了 100 个新蛋白,然后观察其中包含想要基序的数量。RFdiffusion 能够生成至少一个含有 23 个目标基序的蛋白,而其他方法,像“幻觉”方法只能生成 15 个,“修复”方法只能生成 12 个。之前的 AI 方法虽然也具备设计能力,但是像 Watson 所认为的那样,RFdiffusion 的设计更为精妙。通过这一比较可以说明,RFdiffusion 具有其独特的优势。
蛋白质设计在疾病方面的应用
Baker 的团队利用这个网络设计出了与疾病相关的蛋白质。其中有能紧密结合癌症等疾病中蛋白的蛋白质,也有能结合自身免疫疾病中蛋白的蛋白质。他们合成了软件设计的 95 个蛋白质,将这些蛋白通过细菌进行表达后发现,超过一半的蛋白质都具备和 p53 与其天然靶点 MDM2 结合的能力。在疾病对抗的战场上,这一新的设计工具如同一件新的武器,为治疗这些疾病带来了希望。
蛋白质设计的未来探索
这些 AI 系统是通过现有的蛋白质来进行训练的。如今研究人员在思考,是否能够用通俗易懂的语言去描述蛋白质设计,就如同给图像生成工具提供提示那般简单。目前大家都在思索这件事,倘若真的能够达成,那将会更加便捷。或许以后设计蛋白质就不会再是那样让人难以捉摸的事情了。
这里想问大家,若真的能够用简单的话语来设计蛋白质,那对整个医疗健康领域将会带来多大的改变?希望大家在评论区进行交流,同时也欢迎大家点赞和分享。
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