Inteligența artificială creează o proteină care ar fi avut nevoie de 500 de milioane de ani pentru a evolua

Un model avansat de inteligență artificială a simulat o jumătate de miliard de ani de evoluție moleculară și a generat codul unei proteine complet noi, nemaivăzute în natură. Această descoperire, publicată recent în revista Science, deschide noi posibilități pentru cercetarea științifică și dezvoltarea de medicamente.

Noua proteină, denumită esmGFP, are proprietăți fluorescente similare cu cele ale proteinelor care dau strălucire meduzelor și coralilor. Cercetătorii susțin că acest experiment demonstrează potențialul uriaș al inteligenței artificiale în biologie și că ar putea revoluționa modul în care descoperim și dezvoltăm proteine utile pentru medicină și știință.

O jumătate de miliard de ani de evoluție moleculară, simulată de AI

ESM3, modelul de inteligență artificială creat de EvolutionaryScale, nu urmează constrângerile obișnuite ale evoluției naturale. În schimb, funcționează ca un instrument de rezolvare a problemelor, completând golurile din codurile incomplete ale proteinelor și generând structuri viabile pe baza multiplelor căi pe care evoluția le-ar putea urma.

Conform studiului, noua proteină fluorescentă are doar 58% similitudine cu cea mai apropiată proteină cunoscută, ceea ce înseamnă că restul secvenței sale este complet original. Pentru ca această proteină să fi evoluat natural, ar fi fost necesare 96 de mutații genetice distincte – un proces care, în ritmul obișnuit al evoluției, ar fi durat peste 500 de milioane de ani.

„Am constatat că ESM3 învață biologia fundamentală și poate genera proteine funcționale în afara spațiului explorat de evoluție”, a declarat Alex Rives, cofondator și om de știință șef la EvolutionaryScale.

Studiul actual este rezultatul unor cercetări începute inițial la Meta, compania-mamă a Facebook și Instagram. Modelul ESM3 este echivalentul unui GPT-4 al biologiei, fiind antrenat pe un volum uriaș de date despre proteinele existente în natură.

Codul unei proteine necunoscute ar putea revoluționa medicina

Proteinele sunt esențiale pentru viață, fiind alcătuite din lanțuri de aminoacizi care determină structura și funcția lor. În cadrul acestui experiment, cercetătorii au oferit modelului de AI date despre secvențele, structurile și funcțiile proteinelor, iar ESM3 a completat informațiile lipsă și a generat codul unei proteine fluorescente necunoscute anterior.

Această tehnologie ar putea schimba fundamental modul în care oamenii de știință proiectează proteine pentru scopuri medicale și tehnologice. În prezent, proteinele fluorescente verzi sunt utilizate pe scară largă în laboratoare pentru a urmări procesele celulare. O astfel de proteină ar putea avea aplicații avansate în diagnosticarea bolilor, în imagistica medicală și chiar în dezvoltarea unor noi tratamente.

Acest experiment nu este doar o demonstrație a capacităților inteligenței artificiale, ci și un prim pas spre o eră în care proteinele nu mai trebuie să fie descoperite în natură sau evoluate în laborator pe parcursul mai multor decenii. Cu ajutorul AI, acest proces poate fi accelerat exponențial, deschizând noi posibilități în biotehnologie, medicină și știința materialelor.