![создание молекулы белка](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/12/Origami-CASP-181127-r01_fig3-results-crop.width-1500-e1543928973868.jpg)
Команда разработчиков DeepMind создала новый метод предсказания трехмерной структуры белка, основываясь на его генетической последовательности. 3D-модели белков, созданные нейронной сетью AlphaFold намного точнее, чем модели предыдущих разработок. Технология поможет в диагностике и лечении заболеваний, которые связаны с неправильным свертыванием белков — кистозный фиброз, болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона.
Модель AlphaFold заняла первое место на конкурсе Critical Assessment of protein Structure Prediction (CASP), правильно предсказав структуру для 23 из 45 белков.
![](https://storage.googleapis.com/deepmind-live-cms/documents/Origami-CASP-181127-r01_fig3-results-anim-crop.gif)
Использование нейронных сетей
Команда сосредоточилась на сложной проблеме моделирования целевых структур белков с нуля, без использования ранее созданных белков в качестве шаблонов.
В основе метода — глубокие нейронные сети, которые обучались предсказывать свойства белка на основе его генетической последовательности. AlphaFold нужно было предсказать свойства молекул белка:
- расстояния между парами аминокислот и
- углы между химическими связями, которые соединяют эти аминокислоты.
![Схема Alphafold](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/12/Origami-CASP-181127-r01_fig4-method.width-1500.png)
Генеративная нейронная сеть создавала новые фрагменты для постоянного улучшения предлагаемой структуры белка. Ученые так же использовали метод градиентного спуска для оптимизации оценки структуры и добавления небольших улучшений в конечный результат.
![Визуализация градиентного бустинга при предсказании структуры белка](https://storage.googleapis.com/deepmind-live-cms/documents/Origami-CASP-181127-r01_fig1-folding.gif)
Где будут применять результаты AlphaFold
Использование ИИ для прогнозирования структуры снизит затраты и ускорит разработку эффективных лекарств. Технология также может помочь создавать новые структуры белка, которые будут бороться с загрязнениями: исследователи уже разрабатывают бактерии для секреции белков, которые сделают отходы (пластик, продукты нефтепереработки и др.) биологически разлагаемыми.