BaseFold: как ИИ помогает в создании лекарств и новых форм жизни

Ученые из компании Basecamp Research объявили о разработке новой ИИ-модели BaseFold, основанной на алгоритмах AlphaFold 2 от DeepMind. BaseFold более точно предсказывает структуру белков благодаря обучению на более широком наборе данных. Кроме того, компания сотрудничает с Nvidia для оптимизации своей модели под платформу BioNeMo, что должно способствовать прогрессу в области открытия новых лекарств.

В Basecamp заявляют, что BaseFold в 3 раза улучшает точность предсказаний взаимодействия белковых структур с малыми молекулами, что является ключевым аспектом в процессе разработки лекарств.

Разница в прогнозировании структуры белков AlphaFold2 (оранжевый) и BaseFold (голубой). Прогнозы BaseFold намного ближе к лабораторно подтвержденным структурам (бежевый). Белыми стрелками выделены области, в которых прогнозы AlphaFold2 оказались неточными.

Basecamp видит свою миссию не просто в предсказании структур белков, но и в создании новых белков и даже организмов, которые бы отвечали потребностям клиентов. Basecamp активно сотрудничает с исследователями по всему миру для секвенирования геномной информации миллионов микробов, растений и животных, дополняя ее контекстной информацией о местах обитания, что позволяет создавать более точные модели предсказания структур белков.

Компания уже предлагает свои услуги для решения конкретных задач клиентов, таких как разработка новых белков для более экологичного окрашивания тканей или поиск белков, способных разлагать пластмассы. В перспективе Basecamp надеется на сотрудничество с фармацевтическими компаниями для разработки новых лекарственных препаратов.

Basecamp признает, что для дальнейшего развития и конкуренции с более крупными игроками рынка компании потребуются дополнительные инвестиции, поскольку обучение моделей и разработка новых архитектур требуют значительных финансовых вложений. С момента своего основания в 2019 году компания привлекла $25 млн. инвестиций и оценивается в $71 млн.

Система AlphaFold была разработана лондонской биотехнологической, исследовательской и инженерной компанией DeepMind, которая была выкуплена в 2014 году Alphabet, материнской компанией Google. Согласно информации на сайте AlphaFold, система ИИ способна с высокой точностью предсказывать 3D-модели белковых структур, обнаруженных в геноме человека. Все сопоставления, на обнаружение которых обычно у исследователей уходили десятилетия, сохраняются в базе данных AlphaFold.

В 2020 году была выпущена улучшенная версия, AlphaFold 2, которая не ограничивается только предсказанием структур белков. DeepMind утверждает, что модель может также точно предсказывать структуры лигандов — молекул, которые связываются с «рецепторными» белками, а также нуклеиновых кислот и посттрансляционных модификаций. Такие возможности могут стать ценным инструментом в области создания лекарств, так как помогут ученым выявлять и проектировать новые молекулы, которые могут стать основой для новых препаратов.