Un nuovo modello di progettazione proteica AI presentato dagli ex scienziati di Meta
Un’enorme avanzamento nella biologia è la presentazione di un modello di intelligenza artificiale (IA) che si occupa di proteine, tra i più grandi mai sviluppati. Questo modello ha permesso la creazione di nuove molecole fluorescenti, aprendo nuove strade per la ricerca.
Applicazioni e finanziamenti
EvolutionaryScale ha annunciato recentemente il successo di questa dimostrazione, insieme a un finanziamento di 142 milioni di dollari. L’obiettivo è applicare questo modello all’innovazione nel campo farmaceutico, nella sostenibilità e in altre sfere. L’azienda, fondata da ex dipendenti di Meta, si colloca in un settore in rapida crescita che utilizza modelli di machine learning per analizzare dati biologici.
Il capo scienziato di EvolutionaryScale, Alex Rives, punta a rendere la biologia programmabile attraverso l’utilizzo di strumenti basati sull’IA. Il modello AI dell’azienda, denominato ESM3, opera nel campo del linguaggio proteico, essendo stato addestrato su una vastissima quantità di sequenze e strutture proteiche.
Un passo avanti nella biologia computazionale
L’ultimo modello presentato ha catturato l’attenzione degli esperti del settore, come Anthony Gitter dell’Università del Wisconsin-Madison, che lo definisce un punto di svolta nell’impiego dell’IA in biologia.
Gli scienziati di EvolutionaryScale hanno iniziato il loro lavoro l’anno scorso, dopo aver lavorato su iterazioni precedenti del modello presso Meta. Inizialmente avevano creato un database pubblico di strutture proteiche previste con un’iterazione precedente del modello. Altri progetti basati su modelli simili hanno portato a risultati positivi nel campo degli anticorpi e dell’editing genetico.
Applicazioni pratiche
Un’altra azienda, Profluent di Berkeley, ha utilizzato un modello simile per progettare nuove proteine di editing genetico, ispirate a CRISPR. Questi progressi aprono la strada a nuove possibilità nel campo della medicina e della biotecnologia.
Per dimostrare l’efficacia del loro modello, il team di Rives ha ri-progettato la proteina fluorescente verde (GFP), scoperta negli anni ’60. Questo esempio concreto mostra il potenziale rivoluzionario di questo genere di approcci nel campo della bioingegneria.
Proteine fluorescenti ingegnerizzate
Le proteine fluorescenti ingegnerizzate hanno rivoluzionato la ricerca scientifica introducendo colori intensi. Ricercatori hanno identificato proteine simili a GFP con nucleo “cromoforo” che emettono luce circondato da un’impalcatura a forma di barile.
Design e fluorescenza
È stato sintetizzato un gruppo di 88 design di proteine fluorescenti, alcuni fallimentari ma uno, chiamato esmGFP, si è distinto. Questo design, diverso dalle GFP conosciute, ha brillato debolmente ma è stato migliorato con successo da ESM3.
Innovazione e divergenza
La proteina esmGFP progettata da ESM3 ha una struttura simile alle proteine fluorescenti naturali ma la sua sequenza di amminoacidi è notevolmente diversa. Tale livello di divergenza, secondo i ricercatori, corrisponde a “oltre 500 milioni di anni di evoluzione”.
Soglia di rischio superata
ESM-3 è uno dei primi modelli di intelligenza artificiale biologica a superare una soglia di calcolo che richiede segnalazioni al governo degli Stati Uniti per misure di mitigazione del rischio. La versione con 100 miliardi di parametri non è pubblica per ragioni di sicurezza.
Apertura e entusiasmo
L’accessibilità di ESM3 stimola la collaborazione scientifica. Il biologo strutturale Martin Pacesa è entusiasta di utilizzarlo, lodando la possibilità di specificare progetti in linguaggio naturale. Tuttavia, la versione più grande richiede risorse di elaborazione massicce.
Applicazioni e prospettive
Rives punta a utilizzare ESM-3 in progetti futuri, come la creazione di enzimi mangia-plastica e lo sviluppo di nuovi farmaci. L’innovazione di questo modello promette applicazioni rivoluzionarie nella ricerca scientifica.