POSTECH химиялық инженерия факультетінің профессоры Сангмин Ли, 2024 жылғы химия саласындағы Нобель сыйлығының лауреаты, Вашингтон университетінің профессоры Дэвид Бейкермен бірлесіп, жасанды интеллект (ЖИ) көмегімен вирустардың күрделі құрылымдарын имитациялау арқылы инновациялық терапевтік платформаны жасап шығарды, деп жариялады Nature журналында.
Вирустар генетикалық материалды дөңгелек ақуыз қабықшаларында қаптау арқылы ерекше жасалған, бұл оларға көбею мен иесі жасушаларына енуге мүмкіндік береді, көбінесе ауруларға себепші болады. Бұл күрделі құрылымдардан шабыт алған зерттеушілер, вирустардың негізінде модельденген жасанды ақуыздарды зерттеді. Бұл «нано-қабықтар» вирустық мінез-құлықты имитациялап, терапевтік гендерді мақсатты жасушаларға тиімді жеткізеді. Дегенмен қазіргі нано құрылымдар айтарлықтай қиындықтар бар: олардың кішкентай мөлшері неғұрлым көп генетикалық материалды тасымалдауға мүмкіндік бермейді, ал олардың қарапайым конструкциялары табиғи вирустық ақуыздардың көпфункционалдығын қайта жасай алмайды. Осы шектеулерді жою үшін зерттеу тобы жасанды интеллект негізіндегі есептеуіш жобалауды қолданды. Көптеген вирустар симметриялы құрылымдарды көрсететін болса да, оларда нәзік асимметрия бар. ЖИ пайдаланып, команда осы ерекшеліктерді қайта жаңғыртып, алғаш рет тетраэдрлік, октаэдрлік және икосаэдрлік пішіндегі нано-әдтерді сәтті жасап шығарды.
Алынған наноқұрылымдар төрт түрдегі жасанды ақуыздардан тұрады, олар алты түрлі ақуыз-ақуыз интерфейстерімен күрделі архитектураларды құрайды. Олардың арасында 75 нанометрге дейін диаметрі бар икосаэдрлік құрылым, әдеттегі ген жеткізу векторларынан, мысалы, аденовирустар (AAV) үш есе көп генетикалық материалды ұстап тұру қабілетімен ерекшеленеді. Бұл ген терапиясындағы маңызды жетістікті білдіреді.
Электронды микроскопия зерттелген нано-қабықтардың ЖИ арқылы алынған дәл симметриялық құрылымдарға сәйкес келетінін растады. Функционалды тәжірибелер олардың терапевтік пайдалы жүктемелерді мақсатты жасушаларға тиімді жеткізу қабілетін көрсетті, бұл медициналық қолдануға жол ашады.
«Жасанды интеллект саласындағы жетістіктер бізге жасанды ақуыздарды адамзат қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жасау мен жинақтаудың жаңа дәуірінің есігін ашты. Біз бұл зерттеудің ген терапиясын жылдамдатуға ғана емес, сонымен қатар келесі ұрпақ вакциналары мен басқа биомедициналық инновацияларда да серпілістерге әкелетініне үміттенеміз», – деді профессор Сангмин Ли.
Профессор Ли 2024 жылдың қаңтарында POSTECH-ке қосылмас бұрын, 2021 жылдың ақпанынан 2023 жылдың аяғына дейін Вашингтон университетіндегі профессор Бейкердің зертханасында үш жылға жуық постдокторлық зерттеулер жүргізген.