ワシントン大学のタンパク質設計研究所はスタートアップを支援し続け、AIを活用した科学を推進している。
シャーロット・シューベルト著
ワシントン大学タンパク質設計研究所は好調だ。人工知能の進歩に後押しされ、この研究拠点からは新たな研究、企業、そしてスピンアウト企業が次々と誕生している。
火曜日、IPD技術をベースにした最新のベンチャー企業、Xaira Therapeuticsが登場した。IPDの責任者であるDavid Baker氏が共同設立し、Arch Venture PartnersやForesite Capitalなどの投資家から10億ドル以上の資金を受けているサンフランシスコ地域の新興企業である。
わずか 4 日前、IPD の次世代タンパク質構造予測および設計ツールである RoseTTAFold All-Atom が、科学誌 Science の表紙を飾りました。
そして木曜日、IPDはサイエンス誌に、IPDのスピンアウト企業10社のうちの1社であるVilyaの基礎となる、洗練された超小型タンパク質である特殊ペプチドの設計に関する別の研究を発表した。
AIを活用したタンパク質設計は、新たな治療薬、ワクチン、バイオセンサー、材料などの開発に活用されています。この分野は急速に進歩しており、IPD研究は多くの進歩を支えています。
IPD研究のペースは、2021年にDeepMindのタンパク質構造予測ツールAlphaFoldのライバルとなる、同研究所のオープンアクセス版RoseTTAFoldのリリースによって飛躍的に向上しました。両ツールとも、Science誌の「Breakthrough of the Year」賞を受賞しました。
それ以来、IPD は、ナノポアから標的探索抗体まで、あらゆるサイズと形状のタンパク質を作成するために使用される数十の研究と一連のオープンアクセスツールを公開してきました。
IPDのRFdiffusionやRFantibodyといった生成AIツールは、シアトルにオフィスを構え、既に数名の従業員を抱えるXairaの構築に活用されています。同社は、機械学習と大規模データ生成を組み合わせ、新たなモデルの構築と新たな治療法の開発を目指しています。
以下は、新しいスタートアップを育成し、さまざまな形状と機能を備えた多数のタンパク質を生み出している、過去 10 か月間のその他の主要な IPD 研究のリストです。
•特定の治療標的を認識できる強力な分子である抗体の設計に用いられるRF抗体をご紹介します。3月18日にプレプリントとして公開されましたが、まだ査読は行われていません。
•新しいツールキットによる生体材料の構築の簡素化。3月13日Nature誌に掲載。
•細胞内外の三次元骨格にタンパク質を結合させるハイドロゲルの作製。1月30日付け米国科学アカデミー紀要に掲載。
• RFdiffusionと別のIPDツールであるProteinMPNNを活用し、ヒトホルモンなどのバイオマーカーに効率的に結合するタンパク質を設計。12月18日Nature誌に掲載。
•人工生物を用いて、炭素貯蔵の基盤となる可能性のある炭素を豊富に含む鉱物を生成する。12月14日 Nature Communications 誌に掲載。
•タンパク質結晶の設計。新たな光学ツール、化学分離技術、その他の用途につながるさらなる開発の基盤を築く。10月16日 Nature Materials 誌に掲載。
•絹、羊毛、クモの巣に似たタンパク質繊維を設計し、新たな繊維やバイオエンジニアリングへの応用への道を開く。9月4日付けNature Chemistry誌に掲載。
• 2つの形状を自在に変化させるスイッチのようなタンパク質を作製。環境センサーやスマート治療薬への応用が期待される。8月17日付けScience誌に掲載。
• RF拡散法をご紹介します。これは「純粋な静電気」の画像から始まり、それがタンパク質の画像へと融合していくものです。7月11日、Nature誌に掲載されました。
これらの研究はすべて昨年中に発表され、2022年と2023年の最近の研究に基づいています。これらの初期の研究には、カスタム酵素の設計、細胞膜を通過できるタンパク質、そしてチェスなどのボードゲームで用いられる強化学習が新しい分子の設計をどのようにサポートできるかを示す研究が含まれています。詳細については、IPDとベイカー研究室の投稿をご覧ください。
