Учёные Центра Чарльза Перкинса при Сиднейском университете, представили систему PROTEUS (PROTein Evolution Using Selection) — биологический аналог искусственного интеллекта, который может эволюционировать молекулы с новыми функциями прямо внутри клеток млекопитающих. Система ускоряет естественный отбор, позволяя в течение нескольких недель находить молекулы, способные решать сложные задачи в биотехнологиях и медицине — от улучшения генной терапии до разработки новых лекарств.
По сути, PROTEUS — это живой аналог генеративного ИИ, но вместо слов он предлагает новые белки, идеально подходящие для решения конкретных задач — например, отключения гена болезни.
Открытие направленной эволюции, впервые осуществленной в бактериях, была отмечена Нобелевской премией по химии 2018 года.
В отличие от предыдущих технологий, основанных на бактериях, PROTEUS работает в клетках млекопитающих, что делает результаты гораздо более применимыми к человеку. Система уже использовалась для создания усовершенствованных белков и нанотел (мини-антител), способных выявлять повреждение ДНК — ключевой фактор в развитии рака. Система также может улучшать большинство известных белков и молекул, а в перспективе — тонко настраивать генно-редактирующие технологии (например, CRISPR) или усиливать эффективность мРНК-вакцин.
«Изобретение направленной эволюции изменило траекторию развития биохимии. Теперь, с помощью PROTEUS, мы можем запрограммировать клетку млекопитающего с генетической проблемой, в решении которой мы не уверены. Если позволить нашей системе работать непрерывно, мы сможем регулярно проверять, как система решает нашу генетическую задачу», - говорит ведущий исследователь доктор Кристофер Денес из Центра Чарльза Перкинса.
Самая большая проблема, с которой столкнулись доктор Денес и его команда, заключалась в том, как сделать так, чтобы клетка млекопитающего могла выдержать многочисленные циклы эволюции и мутаций и оставалась стабильной, а система не "обманула" и не предложила тривиальное решение, которое не отвечает на поставленный вопрос.
Секрет устойчивости системы — в применении вирусных частиц-гибридов, сочетающих оболочку одного вируса с генами другого. Это мешает системе “жульничать” и находить неправильные, но лёгкие пути решения, и позволяет ей стабильно проводить миллионы циклов мутаций.
Исследование опубликовано в Nature Communications, а сами учёные сделали технологию open source и пригласили коллег по всему миру применять её в своих лабораториях.
🧐 Говорят, систему уже проверили на хомячках, и все сработало. «Генномодифицированные хомячки» — звучит максимально крипово. Может, знаменитые «хомячки Reddit» — это тайный эксперимент австралийских ученых? 😂
@antibiotech
