Ученые из Пхоханского университета науки и технологий при помощи искусственного интеллекта создали искусственные белковые структуры, имитирующие вирусы. Работа опубликована в журнале Nature.
Вирусы способны заключать генетическую информацию в сферические белковые оболочки, что позволяет им успешно инфицировать клетки. Ученые давно пытаются создать искусственные белки, имитирующие их поведение, но сталкиваются с ограничениями: недостаточность объема для переносимого генетического материала и невозможность создать настолько сложные конструкции.
В новой работе исследователи применили методы искусственного интеллекта для преодоления этих проблем. Алгоритмы воссоздали сложные, асимметричные структуры, характерные для вирусов. Так ученые разработали «наноклетки» в формах тетраэдра, октаэдра и икосаэдра. Эти конструкции состоят из четырех типов белков и имеют шесть соединений друг с другом.
Икосаэдрическая структура диаметром до 75 нанометров оказалась наиболее перспективной, так как смогла вместить в три раза больше генетического материала, чем существующие инструменты для доставки генетического материала в клетки (к примеру, аденоассоциированные вирусы). Электронная микроскопия подтвердила соответствие ее архитектуры ожиданиям ученых, а эксперименты продемонстрировали эффективность в доставке генов к целевым клеткам.
«Искусственный интеллект открыл новую эру, в которой мы можем создавать и адаптировать белки для нужд человечества,» — отметил профессор Сангмин Ли, руководитель исследования. «Мы надеемся, что это исследование ускорит развитие генной терапии и станет основой для новых вакцин и медицинских технологий.»
Ранее закрученные нанонити создали свет с аномальными свойствами.