オーストラリアの科学者たちは、人工知能（AI）を用いて、大腸菌などの抗生物質耐性菌を殺菌できるタンパク質を初めて開発しました。これは、米国、中国、そしてオーストラリアで急速に普及している、タンパク質設計におけるAI活用の世界的な潮流の一環です。
使用されるシステムは、オンデマンドのタンパク質設計に特化したAIプラットフォームです。天然に存在するタンパク質テンプレートに頼る従来の方法とは異なり、この新しいシステムでは、必要な構造と機能を正確に備えたタンパク質鎖をゼロから設計できます。目標パラメータを入力するだけで、AIは数秒以内に適切な構造を生成し、テスト段階に進むことができます。
この研究は、既存の抗生物質のほとんどに耐性を持つ細菌であるスーパーバグの殺菌に特に焦点を当てています。AIからタンパク質を合成することで新たな抗体を開発することで、将来の感染症治療のあり方を大きく変えることが期待されています。
AI設計タンパク質は、細菌を殺す能力に加え、ワクチン製造、バイオセンサー、バイオメディカルナノマテリアル、工業用酵素など、他の多くの分野でも利用されています。このプロセスは、ディープラーニングモデルから高精度に分子構造をシミュレーションする能力を活用し、オープンソースソフトウェアと組み合わせることで、柔軟性と普及性を高めています。
実験室で何千回もの試行錯誤を必要とする従来の方法とは異なり、この新システムは、化学反応の連鎖全体とタンパク質の折り畳み構造をコンピュータ上で直接シミュレーションできます。そこから、高い活性を示すサンプルのみが実世界での試験に選別されます。この方法により、新薬研究における時間、コスト、そして人的資源を節約できます。
さらに、AIは分子構造の最適化を通じてタンパク質の安定性と効率を大幅に向上させることができます。BindcraftやChaiといった新しいツールは、タンパク質と生物学的標的との相互作用をシミュレーションし、最も優れたモデルを選択することを可能にします。これらのプラットフォームは、多くの国でタンパク質設計プログラムに徐々に導入されつつあります。
オーストラリアでは、臨床研究と製薬業界向けに、オンデマンドでタンパク質を大量生産する能力に重点を置いたAI設計プラットフォームが拡大しています。この技術を積極的に習得することで、オーストラリアはバイオ医薬品の輸入コストを削減し、新世代医薬品の生産能力を向上させることを目指しています。
AIが数秒でタンパク質を生成できる能力は、研究プロセスを加速させるだけでなく、かつては不可能と考えられていた治療法への道を開きます。希少疾患からがん、抗生物質耐性まで、あらゆる疾患に全く異なるアプローチで取り組むことができます。つまり、自然を模倣することなく、分子をゼロから設計するのです。
これは、世界が伝染病、薬剤耐性、治療費の高騰といった新たな脅威に直面している状況において、バイオメディカル業界だけでなく、世界の保健システム全体にとっても重要な前進であると考えられています。
出典: https://khoahocdoisong.vn/ai-tao-ra-protein-cuu-nguoi-trong-vai-giay-post1555403.html
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