タンパク質設計研究所の研究者らが、AIが新しいタンパク質の形状を生成する方法を示した。
シャーロット・シューベルト著
タンパク質設計研究所は、科学者が人工知能ツールを使用してタンパク質の構造を予測する時代の先駆けとなり、その功績により、同研究所の RoseTTAFold ソフトウェアは昨年、サイエンス誌の「今年のブレークスルー賞」を受賞しました。
ワシントン大学の研究グループは、AIを用いて従来よりも迅速に新しいタンパク質を作製する方法を実証しました。Science誌に3本の論文として発表されたこの進歩は、バイオメディカル、材料、その他の用途に向けた新しいタンパク質の開発を加速させると期待されます。
「タンパク質構造を予測するソフトウェアは解決策の一部だが、それだけでは何か新しいものを生み出せない」とIPDのポスドク研究員ジャスタス・ダウパラス氏はプレスリリースで述べた。
IPDは長年にわたり、新規タンパク質の創出において最前線に立ってきました。同社のタンパク質設計ソフトウェアは3万もの学術グループにライセンス供与されており、Cyrus BiotechnologyやIcosavaxといったIPD傘下の企業を含む複数の商業プロジェクトの基盤となっています。新たな研究では、IPDの主力ソフトウェアの枠を超え、タンパク質構築にAIを活用しています。
7月に発表された研究で、研究者らは、AIがDALL-EなどのAIツールが出力を生成するのと同様に、まず簡単な指示に基づいて形状を「幻覚」することで、新しいタンパク質の形状を生成する方法を示した。この構造は「インペインティング」と呼ばれるプロセスによって洗練され、研究チームはこれをオートコンプリート機能に例えている。
木曜日に発表された2つ目の研究では、研究者らはプロセスを高速化し、AIを活用した新しいソフトウェアツール「ProteinMPNN」を披露しました。このツールは設計タスクを1秒で完了し、従来のツールの200倍以上の速度です。木曜日に発表された3つ目の研究では、研究者らはAlphaFoldを用いて設計を評価しました。AlphaFoldは、アルファベット傘下のDeepMindが開発したAIツールで、RoseTTAFoldと同様に「Breakthrough of the Year」賞を受賞しました。その結果、設計されたタンパク質は意図した形状に折り畳まれる可能性が高いことがわかりました。
「ProteinMPNN を使用して作成されたタンパク質は、意図したとおりに折り畳まれる可能性が非常に高く、これらの方法を使用して非常に複雑なタンパク質アセンブリを作成できることが分かりました」と IPD のポスドク研究員 Basile Wicky 氏は述べています。
「タンパク質設計におけるProteinMPNNは、タンパク質構造予測におけるAlphaFoldと同じ効果をもたらします」と、IPDの責任者であり、3つの研究の主任著者であるDavid Baker氏は述べています。
