使用 AI 设计的蛋白质壳没有缺陷
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AI 可以设计出极其致密的蛋白质壳，有朝一日可以制造出更有效的疫苗。
病毒的遗传物质位于蛋白质壳中。 实验室制造的类似外壳用于疫苗，封装在体内诱导免疫反应的分子。 这些人造外壳的化学和生物学特性取决于它们的构造——它们的任何缺陷，无论多小，都会降低它们的有效性，导致它们不稳定，并在细胞内发生不可预测的反应。 艾萨克·卢茨 在西雅图华盛顿大学和他的同事们想看看使用人工智能是否可以使这些贝壳的设计和创造更加精确。
他们首先向 AI 提供了他们希望壳具有的属性，比如它的大小和孔隙率。 然后，AI 使用强化学习——AI 系统使用相同的迭代过程来学习玩国际象棋等游戏，方法是尝试不同的动作，然后接收反馈并再次尝试。 在这里，AI 的动作是将称为 alpha 螺旋的小蛋白质结构组合、折叠和缠绕成 20 边形的壳，然后检查设计是否具有所需的特性。
在 AI 设计了数十万个贝壳后，研究人员在实验室中创建了大约 350 个。 他们用电子显微镜检查了它们，发现人工智能制造的贝壳比以往任何时候都更致密。 Lutz 说这是因为它从非常小的构建块开始，与研究人员之前使用的更大的蛋白质结构相比，这些构建块可以更整齐地组合在一起。
“这就像我们以前必须先购买蛋白质乐高积木之类的东西，而你可以建造的东西受到它们如何组合在一起的限制。 而现在我们可以说出我们想要建造什么，然后人工智能设计并连接完成它所需的确切乐高积木，”他说。
为了测试高密度如何影响贝壳在活细胞中的使用，研究小组在贝壳上镶嵌了不同的分子，并将它们植入小鼠体内。 值得注意的是，在一项触发流感抗体产生的分子实验中，与目前正在进行临床试验的一些更传统的候选疫苗相比，人工智能设计的外壳导致免疫反应略有增加，但具有统计学意义。 Lutz 说，这是因为 AI 方法的精确性——每个分子都恰好位于壳上它需要的位置，而且壳的结构足够坚固，可以支撑其中的许多分子。
“团队能做到这一点真是令人震惊。 设计能够正确折叠的单一蛋白质需要数十亿年的进化，但这是另一个复杂程度，折叠蛋白质以很好地结合在一起并形成封闭结构，“说 马丁诺布尔 在英国纽卡斯尔大学。
张扬 密歇根大学的科学家表示，除了疫苗之外，AI 设计的蛋白质外壳还可用于基因治疗，其中遗传物质可以放置在定制的外壳内，这样患者的细胞就不会对其产生不利反应。
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