澳大利亚科学家首次利用人工智能(AI)生成了即用型生物蛋白,该蛋白可杀死大肠杆菌等抗生素耐药细菌。
这项发表在《自然·通讯》的研究为解决抗生素耐药超级细菌危机提供了新途径。通过这种方式应用AI,澳大利亚科学界已与美国、中国等国同步开发出能快速生成数千种即用型蛋白质的AI平台,为加速药物开发及诊断技术革新铺平道路,有望彻底改变生物医学研究和患者护理。
该研究的共同领导者Rhys Grinter博士和Snow医学研究员Gavin Knott副教授,在墨尔本大学生物21研究所与莫纳什生物医学发现研究所主导新型AI蛋白质设计项目。
研究团队表示,他们开发的AI蛋白质设计平台是澳大利亚首个实现端到端蛋白质设计的系统,其原理与去年诺贝尔化学奖得主David Baker的工作相似。"这些蛋白质正在被开发为药物、疫苗、纳米材料和微型传感器,更多应用领域尚待探索。"Knott副教授指出。
该平台采用全球科学家可免费使用的AI驱动蛋白质设计工具。"蛋白质设计技术的民主化至关重要,应让全世界科研人员都能运用这些工具。"负责主要实验工作的博士生Daniel Fox表示,"通过现有工具和自主开发技术,我们能设计结合特定靶点或配体的蛋白质,作为抑制剂、激动剂或拮抗剂,还能改造具有更高活性与稳定性的酶。"
Grinter博士强调,当前用于治疗癌症或感染的蛋白质多源自天然物质,需通过理性设计或体外进化改造。"深度学习新方法能高效设计具有特定功能的蛋白质,显著降低新型蛋白结合剂和工程酶开发成本并缩短周期。"
研究团队已将Bindcraft和Chai等新型工具整合至AI蛋白质设计平台。莫纳什生物医学发现研究所所长John Carroll教授表示,该项目标志着澳大利亚"在这项激动人心的新型治疗与科研工具设计领域已与国际接轨,展现了两位杰出青年科学家夜以继日自主创新的创业精神。"
Knott副教授补充道:"依托墨尔本大学与莫纳什大学的跨学科团队,我们汇集了精通从结构生物学到计算机科学的全流程设计专家。对蛋白质结构与机器学习的深刻理解,使我们能快速整合AI蛋白质设计领域的最前沿工具。"