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.
Прорыв в генной инженерии
"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.
Нобелевские лауреаты по химии
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.