新しい研究がAIモデリングによってタンパク質構造に関する洞察を提供する方法を示す

ヨーク大学からの人工知能（AI）アルゴリズムに関する新しい研究により、科学者は人体のタンパク質構造のより完全なモデルを開発できるようになりました。これは、治療薬とワクチンの設計に大きな影響を与える可能性があります。

この研究は、Nature Structural and Molecular Biology誌に掲載されました。

人体のタンパク質の約70パーセントは、糖で囲まれ、支えられており、これはその見た目と作用に影響を与えます。COVID-19やエボラなどの病気を引き起こすウイルスも、糖で覆われています。この糖の付加は、修飾と呼ばれます。

AlphaFold AIプログラム

研究者は、AlphaFoldというAIプログラムで作成されたモデルに欠けている糖成分を追加するソフトウェアを開発し、タンパク質をより深く研究できるようになりました。AlphaFoldは、GoogleのDeepMindによって作成され、タンパク質構造の予測を実行します。

ケミストリー学部のJon Agiree博士は、この研究の主任著者であり、Maynooth UniversityのElisa Fadda博士とCarl A. Fogarty博士と共同で行ったものです。また、York Structural Biology LaboratoryのPh.D.学生であるHaroldas Bagdonasも参加しています。

「人体のタンパク質は、微小な機械であり、数十億個が集まって、私たちの肉体と骨、酸素を運び、機能を可能にし、病原体から私たちを守るのです。たとえば、ハンマーは金属の頭を使用して鋭い物体、例えば釘を打つことができますが、タンパク質も特定の形状と組成を持ち、特定の機能を果たすのです」とAgiree博士は述べています。

「AlphaFold法によるタンパク質構造予測は、生物学におけるワークフローを革命的に変える可能性があり、科学者はタンパク質とその変異の影響を以前より速く理解できるようになります。」

「しかし、このアルゴリズムは、タンパク質構造と機能に影響を与える重要な修飾を考慮していません。これは、部分的なしかも不完全な絵です。私たちの研究では、この問題を比較的簡単な方法で解決できることを示しました。これにより、より完全な構造予測が可能になります。」

正確な構造予測を行う

新しいAlphaFoldプログラムと対応するタンパク質構造データベースを使用して、科学者はすべての既知のヒトタンパク質に対して正確な構造予測を行うことができます。これは、分野における大きな進歩です。

「国際的なコラボレーションが成長して実を結ぶのを見て、いつも嬉しいです。しかし、これは私たちにとって始まりにすぎません。私たちのソフトウェアは、SARS-CoV-2に対するmRNAワクチンの基礎となったグリカン構造研究で使用されましたが、AlphaFoldの技術的飛躍により、もっと多くのことができるようになりました。まだ初期段階ですが、目標は、グリカンシールドの変化に反応するのではなく、予測することです」とAgiree博士は述べています。