МОСКВА/НОВОСИБИРСК, 9 октября. /ТАСС/. Создание алгоритмов AlphaFold и сети распределенных вычислений Rosetta@Home приведет к резкому ускорению разработки новых лекарств и методов терапии, а также к расширению наших представлений о том, как белки приобретают свою трехмерную форму в процессе сборки их молекул. Об этом ТАСС сообщили российские ученые, комментируя открытия Дэвида Бейкера, Джона Джампера и Демиса Хассабиса.
«Эти разработки активно используются в научных исследованиях, в том числе и в рамках нашего Университета ИТМО. Мы ожидаем, что они получат наибольшее развитие и применение при экспериментальной проверке свойств различных белковых структур в рамках автономных лабораторий, а также для изучения динамики сворачивания белковых молекул. Это одно из направлений, которое мы сейчас активно развиваем», — пояснила директор НОЦ инфохимии Университета ИТМО Екатерина Скорб.
Как отметил профессор «Сколтеха» Дмитрий Иванков, он и его коллеги также активно используют в своих исследованиях по изучению структуры белков и созданию новых белковых молекул разработки всех трех нобелевских лауреатов. По его словам, алгоритмы, разработанные командами ученых под руководством Дэвида Бейкера, а также Демиса Хассабиса и Джона Джампера, значительным образом ускорили эти исследования.
«Успехи, связанные с алгоритмами нобелевских лауреатов, имеют огромный потенциал для разработки лекарств и наноматериалов из белков и других биомолекул. В ближайшее время в связи со сделанными открытиями можно прогнозировать взрывное появление новых лекарств и новых белков», — сказал Иванков.
По словам замдиректора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН по научной работе, заведующего лабораторией структурной биологии Александра Ломзова, алгоритм для прогнозирования структуры белков, отмеченный Нобелевской премией по химии, ускорит в том числе разработку лекарств от генетических и онкологических заболеваний. «Безусловно, это ускорит процесс разработки новых лекарственных препаратов и понимание механизмов работы молекулярных машин внутри клетки. Здесь заболевания могут быть совершенно разные: генетические, инфекционные, раковые», — сказал собеседник агентства.
Он пояснил, что Нобелевская премия была вручена за два исследования, но оба они связаны с построением структуры белков. Открытие Дэвида Бейкера связано с компьютерным дизайном белков, то есть, разработанный им метод позволяет искусственно построить белок по заданным свойствам. «Мы можем создавать то, что в природе никогда не было создано. Например, искусственные белки с естественными функциями. Это может быть использовано для биотехнологических целей», — пояснил ученый.
Два других автора — Джон Джампер и Демис Хассабис — отмечены премией за создание программы AlphaFold, которая позволяет прогнозировать пространственную структуру белка с очень высокой достоверностью. «Анализируя геном человека можно спрогнозировать, что у него будет определенное количество белков, но не все эти белки можно выделить и определить их пространственную структуру. Для лечения каких-либо заболеваний и поиска лекарств нужно знать структуру белка человека», — рассказал Ломзов.
«Это прорыв в синтетической биологии, генной и молекулярной инженерии. Перспектив очень много, и сферы применения у них могут быть разные», — сказала рассказала ТАСС завкафедрой природных соединений, фармацевтической и медицинской химии химического факультета Томского государственного университета (ТГУ) Ирина Курзина. Она пояснила, что, в частности, это может быть производство синтетических биоматериалов, продуктов питания, которые особенно актуальны в связи с дефицитом ресурсов.
«Синтезировать белки и крупные макромолекулы — это очень сложно и дорого. Для экспериментального подбора необходимых условий и характеристик потребуется много времени. Мы научились применять алгоритмы для решения задач в структурной биологии. Трехмерная структура белковых молекул, предсказанная с помощью вычислений, продемонстрировала свою полезность во многих областях биомедицины. Искусственный интеллект, используя алгоритмы, может предложить наиболее оптимальную структуру с необходимым набором свойств — это и сокращает время, и позволяет в результате получать такие вещества и молекулы, у которых нет аналогов», — добавила эксперт.
Нобелевской премии в области химии за 2024 год удостоены американский ученый Дэвид Бейкер, а также британские исследователи Джон Джампер и Демис Хассабис. Ученых отметили премией за «компьютерное моделирование структур белков», а также за «прогнозирование структур белков», говорится в мотивировочной части решения комитета.
