ИИ научился создавать белки, которых не существует в природе

Учёные из EvolutionaryScale, компании, созданной бывшими исследователями Meta, представили новую искусственную интеллект-модель ESM3, которая способна создавать белки с нуля. Модель работает по принципу предсказания последовательностей, аналогично тому, как ChatGPT генерирует текст. Исследование опубликовано 2 июля в базе данных bioRxiv .

Современные технологии, включая самые продвинутые вычислительные инструменты, всё ещё едва касаются поверхностного слоя знаний о биологии, так как она написана на языке, который мы ещё не до конца понимаем. Однако новая компания представила ESM3 — революционную языковую модель для биологических наук, которая приближает нас к возможности программировать биологию на основе первых принципов, аналогично проектированию машин и написанию компьютерных программ.

ESM3 создана на основе анализа миллиардов белков, собранных из различных экосистем Земли. Эта модель, обученная на одном из самых мощных GPU-кластеров в мире, включает 98 миллиардов параметров и использует более 1x10^24 FLOPS. Увеличение масштаба модели позволяет ей развивать новые способности, недоступные для меньших моделей.

Модель ESM3 обучена прогнозировать маскированные позиции белков, что требует глубокого понимания связи между их последовательностью, структурой и функцией. Этот подход позволяет ESM3 симулировать эволюционные процессы, создавая белки, которые могли бы развиваться естественным путём на протяжении сотен миллионов лет.

Одним из впечатляющих достижений ESM3 стало создание нового зелёного флуоресцентного белка (esmGFP), последовательность которого всего на 58% схожа с ближайшим известным флуоресцентным белком. Этот белок был создан с помощью моделирования, эквивалентного более чем 500 миллионам лет естественной эволюции. Такие достижения открывают огромные возможности для биотехнологий и медицины, включая разработку новых методов лечения и устойчивых решений для окружающей среды.

Для создания ESM3 была разработана ответственная структура развития, включающая принципы прозрачности и подотчётности. Эти меры направлены на обеспечение безопасности и надёжности новых технологий. Кроме того, компания будет открыто делиться результатами своих исследований и моделью, чтобы ускорить прогресс в научном сообществе.

ESM3 представляет собой инструмент, который может помочь в разработке новых лекарств, понимании сложных биологических систем и создании устойчивого мира. Компания намерена продолжать разработку специализированных версий ESM3, которые позволят ещё больше расширить границы научных знаний и биологических приложений.