AIболит. Как ИИ меняет подход к разработке лекарств

Как ИИ поможет в разработке лекарств

Белки состоят из аминокислот. Их последовательность кодируется в ДНК, мутации в которой ведут к изменению структуры белка. Как следствие, возникают различные заболевания.

Чтобы разработать препарат, ученым необходимо понять, какие структурные изменения произошли в белке, как они повлияли на его функции и как на них воздействовать наиболее эффективно, чтобы прекратить развитие той или иной болезни. Новая ИИ-модель может не только визуализировать 3D-модель мутировавшего белка, но и предсказать его взаимодействие с разработанной лекарственной молекулой, причем делать это в считаные минуты.

А как было раньше

Раньше ученым для определения структуры белка приходилось использовать такие методы, как рентгеновская кристаллография (использует рентгеновские лучи для определения структуры кристаллизованного белка), ядерный магнитный   резонанс (использует магнитные поля для изучения ядер в белках, помещенных в раствор) и криоэлектронная микроскопия (белки замораживаются и исследуются с помощью электронного микроскопа). Эти методы занимали много времени (от нескольких месяцев до нескольких лет) и были дорогостоящими (оборудование стоит буквально миллионы долларов). 

Безусловно, были и компьютерные методы. Среди них гомологическое моделирование, при котором структура одного белка определяется при помощи уже известного белка, имеющего похожую последовательность аминокислот. Ключевой недостаток — необходимость наличия сходных структур. Если таких нет, то точность предсказания значительно снижается. 

В числе компьютерных методов также молекулярный докинг, который предсказывает взаимодействия между белками и лигандами. Но этот способ не учитывает динамические изменения белка и молекулы, может давать неточные результаты и требует серьезных вычислительных мощностей. 

Извес...