Компьютерные алгоритмы открывают путь к синтезу генов и любых искусственных организмов

В последние годы к трём классическим экспериментальным методам определения пространственной структуры белка добавились алгоритмы ИИ, и это изменило всё. Пакет AlphaFold компании DeepMind (Google) обещает в считанные месяцы представить пространственные структуры почти всех известных науке белков. Это будет прорыв в фармакологии, медицине и промышленности. Но главное — это выход на новый уровень в биоинженерии с безграничными возможностями.

Как утверждают швейцарские учёные, мы находимся на грани того, чтобы рассчитать искусственный ген для любой заданной трёхмерной структуры белка, разработанной на компьютере, а затем синтезировать этот ген. В биотехнологии это открывает путь для производства искусственных белков микроорганизмов, включая новые фармацевтические агенты, вакцины или ферменты для использования в промышленности.

Эволюция миллиарды лет хранила биологическую информацию в ДНК, превращая её сначала в молекулы РНК и затем в белки. Обратного процесса в природе не существует, чтобы белки разобрались на аминокислоты, затем в код РНК и прописались бы в ДНК. Но искусственный алгоритм позволит этот обратный процесс.

С помощью машинных алгоритмов можно будет построить компьютерную модель белка заданной конфигурации с чётко определённой функцией — своего рода каркас. Затем ИИ сам определит тип и последовательность аминокислот, которые будут необходимы для сборки искусственного белка. Зная эти последовательности, легко определить нужные комбинации РНК и внести соответствующие изменения уже в ДНК. Дальше процесс пойдёт сам — искусственные гены определят все процессы развития и жизни организма с полностью запрограммированными свойствами. Учёные в восторге от открывающихся перспектив.