Чуть больше года назад, в декабре 2023 года, Дэвид Бейкер получил Нобелевскую премию за его новаторские исследования белка. Сегодня его команда пошла еще дальше, продемонстрировав, как искусственный интеллект могут быть использованы для создания синтетических белков, способных блокировать змеиный яд.
Прорыв, который может спасти тысячи жизней, особенно в самых отдаленных уголках планеты.
Нобелевская премия и проблема змеиного яда
В последние годы искусственный интеллект продемонстрировал, что он может предсказывать трехмерную структуру белков — молекул, необходимых для жизни. Многие, однако, задаются вопросом, каковы конкретные применения этой технологии. Команда под руководством Бейкера вВашингтонский университет дал ощутимый ответ, опубликовав на Природа (Я связываю это здесь) исследование, показывающее, как ИИ может создавать белки, которые могут противодействовать токсинам, содержащимся в змеином яде.
Исследование представляет собой конкретный пример того, как новые программные инструменты могут позволить исследователям решать сложные или невыполнимые задачи. Змеиный яд на самом деле представляет собой сложную смесь токсинов, главным образом белок, которые атакуют организм по нескольким фронтам.
Революция в противоядии
В настоящее время основное лечение состоит из смеси антител, которые связываются с этими токсинами, вырабатываемых путем инъекции животным сублетальных количеств тех же белков яда. Но традиционные противоядия имеют несколько ограничений: они требуют охлаждения и имеют короткий срок хранения.
Производство постоянных запасов также означает необходимость регулярно вводить новых животных и очищать от них больше антител. Новые, более мелкие и стабильные белки могут быть произведены бактериями, что позволит создать противоядие, не требующее охлаждения.
«Трёхпалые» токсины в прицеле
Работа была сосредоточена на одном типе белка токсичного яда: трехпалые токсины, названный так из-за физической структуры, в которой сворачиваются белки. Они являются основным компонентом змеиного яда или, по крайней мере, таких печально известных ядов, как мамба, тайпан и кобра.
Несмотря на относительно компактные размеры, некоторым представителям семейства трехпальцевых токсинов удается производить два различных типа повреждений: группа вызывает общая клеточная токсичность, чему способствует разрушение клеточной мембраны, тогда как другая подгруппа обладает способностью блокировать рецептор нейромедиатора.
Будущее борьбы со змеиным ядом
Необходимо сделать предпосылку: это исследование все еще продолжается. Извините за фразу «Я хочу все сейчас», но противоядия от ИИ пока нет. Хотя это еще не полное решение проблемы, оно представляет собой важный первый шаг на пути к разработке более эффективных и доступных методов лечения змеиного яда. Возможность производства стабильных противоядных белков бактериальными процессами. это действительно может изменить ситуацию, особенно в сельских или диких районах, где происходит много укусов змей.
Как это часто бывает в науке, то, что начинается с теоретических исследований структуры белков, может превратиться в практическое применение, способное спасти жизни. Результат, который напоминает нам, насколько важно продолжать инвестировать в фундаментальные исследования, даже если их непосредственные выгоды не очевидны сразу.