Система ИИ может генерировать новые белки
Исследователи Массачусетского технологического института используют искусственный интеллект для разработки новых белков, превосходящих существующие в природе. Они разработали алгоритмы машинного обучения, которые могут генерировать белки с определенными структурными особенностями, которые можно использовать для создания материалов с определенными механическими свойствами, такими как жесткость или эластичность. Такие биологически вдохновленные материалы потенциально могут заменить материалы, изготовленные из нефти или керамики, но с гораздо меньшим углеродным следом.
Исследователи из Массачусетского технологического института, Лаборатории ИИ Watson MIT-IBM и Университета Тафтса использовали генеративную модель, которая представляет собой тот же тип архитектуры модели машинного обучения, который используется в системах ИИ, таких как DALL-E 2. Но вместо того, чтобы использовать ее для создания реалистичных изображения из подсказок на естественном языке, как это делает DALL-E 2, они адаптировали архитектуру модели, чтобы она могла предсказывать аминокислотные последовательности белков, которые достигают определенных структурных целей.
В статье, которая будет опубликована в Chem, исследователи демонстрируют, как эти модели могут создавать реалистичные, но новые белки. Модели, которые изучают биохимические отношения, которые контролируют формирование белков, могут производить новые белки, которые могут обеспечить уникальные приложения, говорит старший автор Маркус Бюлер, профессор инженерии Джерри Макафи и профессор гражданской и экологической инженерии и машиностроения.
Например, этот инструмент можно использовать для разработки пищевых покрытий на основе белков, которые могли бы дольше сохранять продукты свежими и при этом были безопасными для употребления людьми. И модели могут генерировать миллионы белков за несколько дней, быстро предоставляя ученым портфолио новых идей для изучения, добавляет он. «Когда вы думаете о разработке белков, которых природа еще не открыла, это такое огромное пространство для проектирования, что вы не можете просто разобраться с ним с помощью карандаша и бумаги. Вы должны понять язык жизни, как аминокислоты. кодируются ДНК, а затем собираются вместе, чтобы сформировать белковые структуры. До того, как у нас появилось глубокое обучение, мы действительно не могли этого сделать», — говорит Бюлер, который также является сотрудником MIT-IBM Watson AI Lab.
К Бюлеру в работе над статьей присоединились ведущий автор Бо Ни, постдоктор Лаборатории атомной и молекулярной механики Бюлера; и Дэвид Каплан, профессор инженерии семьи Стерн и профессор биоинженерии в Тафтсе. Белки образованы цепочками аминокислот, сложенными вместе в виде трехмерных узоров. Последовательность аминокислот определяет механические свойства белка. Хотя ученые идентифицировали тысячи белков, созданных в ходе эволюции, по их оценкам, огромное количество аминокислотных последовательностей остается неоткрытым.
Чтобы упростить поиск белков, исследователи недавно разработали модели глубокого обучения, которые могут предсказывать трехмерную структуру белка для набора аминокислотных последовательностей. Но обратная задача — предсказание последовательности аминокислотных структур, соответствующих целям дизайна, — оказалась еще более сложной. Новое достижение в машинном обучении позволило Бюлеру и его коллегам решить эту непростую задачу: модели распространения на основе внимания.
По словам Бюлера, модели, основанные на внимании, могут изучать очень дальние связи, что является ключом к разработке белков, поскольку одна мутация в длинной аминокислотной последовательности может создать или разрушить весь дизайн. Диффузионная модель учится генерировать новые данные посредством процесса, который включает добавление шума к обучающим данным, а затем обучение восстановлению данных путем удаления шума. Они часто более эффективны, чем другие модели, для создания высококачественных, реалистичных данных, которые могут быть приспособлены для достижения набора целевых задач для удовлетворения требований проектирования.
Исследователи использовали эту архитектуру для создания двух моделей машинного обучения, которые могут предсказывать множество новых аминокислотных последовательностей, образующих белки, соответствующие целям структурного проектирования. «В биомедицинской промышленности вам может не понадобиться совершенно неизвестный белок, потому что тогда вы не знаете его свойств. Но в некоторых случаях вам может понадобиться совершенно новый белок, похожий на природный, но не обладающий свойствами. что-то другое. С помощью этих моделей мы можем генерировать спектр, которым мы управляем, настраивая определенные ручки», — говорит Бюлер.
Общие схемы укладки аминокислот, известные как вторичные структуры, обусловливают различные механические свойства. Например, белки со структурой альфа-спирали дают эластичные материалы, а белки со структурой бета-листов дают жесткие материалы. Комбинируя альфа-спирали и бета-листы, можно создавать эластичные и прочные материалы, такие как шелк.
Исследователи разработали две модели, одна из которых работает с общими структурными свойствами белка, а другая работает на уровне аминокислот. Обе модели работают, комбинируя эти аминокислотные структуры для создания белков. Для модели, которая работает с общими структурными свойствами, пользователь вводит желаемый процент различных структур (например, 40% альфа-спирали и 60% бета-листа). Затем модель генерирует последовательности, соответствующие этим целям. Для второй модели ученый также указывает порядок аминокислотных структур, что дает гораздо более точный контроль.
Модели связаны с алгоритмом, предсказывающим свертывание белка, который исследователи используют для определения трехмерной структуры белка. Затем они рассчитывают его результирующие свойства и проверяют их на соответствие проектным спецификациям. Они проверили свои модели, сравнив новые белки с известными белками, имеющими схожие структурные свойства. У многих было некоторое совпадение с существующими последовательностями аминокислот, в большинстве случаев от 50% до 60%, но также были и совершенно новые последовательности. Уровень сходства предполагает, что многие из созданных белков можно синтезировать, добавляет Бюлер.
Чтобы убедиться, что предсказанные белки являются разумными, исследователи попытались обмануть модели, введя физически невозможные цели дизайна. Они были впечатлены, увидев, что вместо того, чтобы производить невероятные белки, модели генерировали наиболее близкое к синтезу решение. «Алгоритм обучения может выявить скрытые взаимосвязи в природе. Это дает нам уверенность в том, что все, что получится в нашей модели, с большой долей вероятности будет реалистичным», — говорит Ни.
Затем исследователи планируют экспериментально проверить некоторые из новых конструкций белков, создав их в лаборатории. Они также хотят продолжать расширять и совершенствовать модели, чтобы разрабатывать аминокислотные последовательности, отвечающие большему количеству критериев, таких как биологические функции. «Для интересующих нас приложений, таких как устойчивое развитие, медицина, продукты питания, здоровье и дизайн материалов, нам нужно будет выйти за рамки того, что сделала природа. Вот новый инструмент проектирования, который мы можем использовать для создания потенциальных решений, которые может помочь нам решить некоторые действительно насущные социальные проблемы, с которыми мы сталкиваемся», — говорит Бюлер.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - 02.11.2026 (1000)
03.11.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астронавт предупреждает о войне в космосе

Богатый металлами газ вокруг черной дыры

Выпустили автономера с изображением криптидов

Демократы планируют создать комитет по НЛО

Желание взять под контроль вопрос о НЛО

Загадочные пожары преследуют семью в Зимбабве

История тестирования IQ важна для сферы ИИ

Как неполное понимание стимулирует научный прогресс

Как общества добиваются успеха или терпят крах

Мозг может создавать экстрасенсорные моменты

Нечто загадочное летело в сторону МКС

НЛО едва не столкнулся с космической станцией

Пассажир снял треугольный НЛО над штатом Юта

Полиция заставила убрать хэллоуинские украшения

Спасательная капсула обнаружена на Марсе

Телезвезда утверждает, что инопланетяне среди нас

Треугольный НЛО, замеченный из самолета

Черные треугольники заполонили британское небо

Что появилось раньше - наш мозг или кишечник

Япония запускает миссию к Фобосу

Всплеск паранормальной активности в Великобритании

Действительно ли истина где-то рядом

Живописная британская призрачная деревня

Метеорит из Сахары оказался обломком Марса

Метод обнаружения внеземных цивилизаций

Мне страшно жить в собственном доме

Мона Лиза, возможно, полысела

Новые сведения о загадочном НЛО

Оборотни, секретные сделки и НЛО

Пугающая встреча лайнера с НЛО

Семья 12 лет жила в страхе из-за летающих предметов

Сообщения о наблюдениях НЛО по всей Британии

Странный случай наблюдения НЛО над Лос-Анджелесом

США разработают технологию варп-путешествий

Тела пришельцев и яйцеобразный НЛО

Умер исследователь Алексей Комогорцев

Человечество уже обречено

Я умер после укуса осы и увидел что там

Я умею унюхать мысли

Явные сверхъестественные приметы в природе

А вы когда-нибудь видели призрака

Агенты ФБР сообщили о появлении НЛО

Все случаи наблюдения НЛО в Дербишире

Демократы готовятся перехватить инициативу по НЛО

Загадочное свечение заметили в Минске

Загадочные объекты в районе Плимута

Как пережить Зомби-апокалипсис

Карта всех сообщений об НЛО в Большом Манчестере

Компания Neuralink подключила ИИ Grok к мозгу человека

Нашли механизм разрыва пространства и времени

НЛО вызывают обеспокоенность Пентагона

Новую планету нашли за Плутоном

Оценили угрозу хэллоуинских огненных шаров

Пентагон упоминает крупный черный треугольник

Случаи наблюдения НЛО в графстве Лестершир

Случай в Лох-Рейвене классифицирован как неопознанный

Тайна жизни после смерти становится более загадочной

Уфолог нашел вход на инопланетную базу

Уфо-подкастера опоили и похитили военные

Четыре лучших места для высадки людей на Луну

Как подготовить участок к установке памятника

Астронавт уверен в существовании инопланетян

Вице-президент США и секретные материалы

Вход в подземную инопланетную базу в Канаде

Гоблина сняли в Аргентине

Двое пилотов были крайне озадачены

Документальный сериал Абрамса о реальных НЛО

Замаскированный НЛО размером с Луну на Солнце

Золотистый гриб нашли на Меркурии

Наблюдения черных треугольников в Великобритании

НЛО могут скрываться в наших океанах

Новое шоу раскрывает главные загадки Шотландии

Пилоты сообщили о наблюдении НЛО в форме таблетки

Призракология. Как прошлое влияет на настоящее

Сенсационные заявления информатора об НЛО

Скандал в сфере раскрытия информации об НЛО

Сыщики обвиняются в колдовстве и чародействе

Федеральные агенты сообщили о НЛО

Что летает в нашем небе

Что такое родной край

Штаты с высоким уровнем паранормальной активности

Помощь в получении справки о несудимости. Оформление от 1 дня в 2026 году

Независимый отзыв о Stop-Scam. Стоит ли обращаться за возвратом средств

Два пилота в США заметили НЛО

Наблюдение загадочного летающего треугольника

Над военными базами замечены черные треугольники

Над Огайо замечен НЛО в форме таблетки

Над секретными военными базами были замечены НЛО

Некоторые НЛО могут исчезать бесследно

НЛО летел со скоростью истребителя и без звука

НЛО, способный развивать скорость истребителя

Новые рассекреченные материалы об НЛО

Обладает ли ИИ сознанием и чувствует ли боль

Оборотни и безмолвный черный треугольник

Охотник из Вайоминга столкнулся с НЛО

Пилоты заметили над Огайо огромный НЛО

Процесс раскрытия информации об НЛО в мировом масштабе

Свидетельства об НЛО на острове Каталина

Сообщения о таинственном черном объекте

Ученые проанализировали ряд загадочных свидетельств

Федеральные агенты отслеживали бесшумный НЛО

Черный треугольный НЛО бесшумно завис в воздухе

Чилийские рыбаки столкнулись с легендарным криптидом

Возле школы в Шотландии заметили жуткого клоуна

Жители Дмитрова заметили в небе НЛО

Загадочные явления вблизи калифорнийского острова

Истории о призраках, оживших мертвецах и духах

Конференция по вопросам инопланетян в Парампе

Многолетнее сокрытие информации об НЛО

Нашли обугленные остатки Ноева ковчега

НЛО вновь привлекает внимание к давней загадке Розуэлла

Откуда на Земле взялась вода

Пилоты сняли НЛО в форме таблетки

Подводные загадки, которые веками ставили в тупик

Подрядчик Пентагона смоделировал характеристики НЛО

Призрак замечен в британском фермерском доме

Процесс раскрытия информации об НЛО может остановиться

Сокрытие информации об НЛО

Сообщения об НЛО намеренно дискредитировали

Спутники-телохранители для защиты от атак на орбите

Странные рисунки предполагаемых пришельцев

Треугольный объект завис прямо над моим автомобилем

Экзопланеты, которые должны были погибнуть

Бесшумный полет черного треугольного НЛО

Военные водолазы обнаружили место падения НЛО

Демократы ликвидируют комитеты по изучению НЛО

Диск из обломков планет нашли у белого карлика

Конгрессмен ищет видеозаписи с нордиками

Может ли ваш мозг заставить вас увидеть призраков

НЛО в школе Ариэль. 62 ребенка и 32-летняя загадка

Пентагон рассекретил новую порцию документов об НЛО

Поиски реальных мест с привидениями

Работа земного термостата изменилась в эпоху Пангеи

Роль комет в возникновении жизни на Земле

Самолет едва не столкнулся с НЛО

Свидетельство бойскаутов о НЛО над Каталиной

Слитки орихалка из мифа об Атлантиде

Тайна НЛО в Розуэлле обретает новый поворот

Увиденное мной - просто невероятно

Хэллоуин переплетается с историями о привидениях

Черные треугольники могут представлять угрозу

Что на самом деле происходило на острове Эпштейна

Эскизы предполагаемых инопланетных существ

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Викторианский спиритизм и монетизация

Военные базы США готовятся к сценарию Конца света

Гигантский гриб из лесов Китая

Городской совет хочет знать о паранормальных явлениях

Действительно ли истина где-то там

Документы об НЛО указывают на потенциальную угрозу

Дьявол использует технологии в битве за наши души

Загадочные светящиеся сферы в небе над Орегоном

Инопланетные тела и яйцеобразный аппарат

Истинный потенциал человечества сдерживается

Мозг переключается между реальностями 15 раз в секунду

НЛО замечен над секретным военным объектом США

Пугающие свидетельства о семифутовых оборотнях

Руководство по вопросам экологического алармизма

Умные телевизоры следят за пользователями

Услышьте первозданный голос Амелии Эрхарт

Федеральные агенты заметили треугольный НЛО

Фото ФБР вызвали споры о треугольном НЛО

Явления на Аляске по-прежнему вызывают интерес

Пять заблуждений о спорах с медицинскими организациями

Почему необходима регулярная дезинфекция в аптеках

Топ сервисов для работы маркетолога

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Врачи удалили из глаз корейца 11 живых червей

Документы об НЛО вблизи военных объектов США

Загадочные НЛО над секретным объектом в США

Законодатели начинают закрытые переговоры об НЛО

Инопланетяне размером с ребенка и яйцеобразный НЛО

Наблюдение НЛО профессором с Сардинии

НЛО перемещаются в полной акустической тишине

Новые документы поднимают вопрос о фу-файтерах

Пентагон публикует седьмую подборку документов

Правда о загадочном существе на границе США

Представители администрации Трампа - инопланетяне

Призыв к сбору более качественных данных об НЛО

Решение загадки НЛО от ученого

Случай наблюдения НЛО химиком из Индианы

Случай с треугольным НЛО, замеченным агентами ФБР

Сообщение агентов ФБР о беззвучном треугольном объекте

Странных гуманоидных существ заметили в Испании

Черный треугольник над секретным объектом в США

Что новые документы говорят о черных НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика