Ботулинический нейротоксин переделали под расщепление атаксина-2.
Ботулинический нейротоксин переделали под расщепление атаксина-2. Снова про то, как ИИ помог ученым, но на этот раз в комбинации с "направленной эволюцией в лаборатории". За "направленную эволюцию" в 2018 дали Нобелевку по химии. Суть: 1️⃣В прозрачных микропробирках в смесь ДНК добавляют вещества, вызывающие ошибки при копировании ДНК. Так образуются миллионы слегка отличающихся друг от друга копий гена стартового белка. 2️⃣Полученную «библиотеку» генов внедряют в E. coli или дрожжи. Они формируют колонии и производят уникальные варианты мутантного белка. Автоматика раскапывает растворы продукции по планшетам с сотнями микролунок. Добавляют субстрат. Если мутант выполняет новую функцию, раствор в лунке меняет цвет или начинает флуоресцировать. 3️⃣ Это считывается и такие колонии помещают в жесткие условия (например, в среду с антибиотиком или ядом). Выживают только те, чей мутировавший белок смог нейтрализовать токсин. 4️⃣Из лунок или колоний, показавших лучший результат, ученые забирают ДНК. Этот «победивший» ген снова копируют. Полученный ген становится новой стартовой точкой. Цикл повторяется 3-10+ раз. Так в лаборатории ускоряют эволюцию. Однако, белки, эволюционировавшие в лаборатории для новых функций, часто теряют стабильность и перестают правильно сворачиваться. В данном случае вместо природного исходника в эволюцию запустили ИИ-сконструированную (ProteinMPNN) версию. А сам по себе атаксин-2 белок нужный, но при некоторых версиях паркинсонизма, бокового амиотрофического склероза или спиноцеребеллярной атаксии 2-го типа он становится слишком длинным и его надо разрезать. Впрочем, это испытательная модель. Таким образом можно усилить или модифицировать самые разные молекулы, разрабатывая новые материалы, лекарства и оружие