Het AI-gebaseerde ab initio biomoleculaire dynamicasysteem van Microsoft (AI2BMD) betekent een fundamentele verschuiving in de manier waarop wetenschappers medicijnontwikkeling en eiwitonderzoek benaderen. De technologie, ontwikkeld gedurende een vierjarig onderzoek en gepubliceerd in Nature, overbrugt een cruciale kloof in de mogelijkheden voor biomoleculaire simulatie.
Traditionele benaderingen van eiwitsimulatie kampen met een hardnekkig dilemma: klassieke moleculaire dynamicasimulaties zijn snel maar missen chemische nauwkeurigheid, terwijl kwantumchemische methoden wel nauwkeurig zijn maar niet schaalbaar naar grote biomoleculen. AI2BMD lost dit probleem op door een nieuw fragmentatieschema voor eiwitten te combineren met machine learning-krachtvelden.
Het systeem kan efficiënt eiwitten met meer dan 10.000 atomen simuleren met ab initio (eerste-principes) nauwkeurigheid, terwijl de rekentijd met meerdere ordes van grootte wordt verminderd ten opzichte van conventionele methoden. Dankzij deze doorbraak kunnen onderzoekers eiwitvouwing, -ontvouwing en interacties met potentiële medicijnverbindingen observeren op manieren die voorheen onmogelijk waren.
AI2BMD heeft zijn praktische waarde al bewezen in de echte wereld. In 2023 behaalde het de eerste plaats op de allereerste Global AI Drug Development-wedstrijd door nauwkeurig een chemische verbinding te voorspellen die bindt aan het hoofdprotease van SARS-CoV-2. Microsoft Research is bovendien een samenwerking aangegaan met het Global Health Drug Discovery Institute, opgericht door de Gates Foundation, om deze technologie in te zetten bij het ontwerpen van medicijnen voor ziekten die vooral voorkomen in lage- en middeninkomenslanden.
Het vermogen van het systeem om uiterst nauwkeurige virtuele screening van kandidaat-medicijnen uit te voeren, transformeert de tijdslijnen van farmaceutisch onderzoek. Taken die vroeger jaren in beslag namen, kunnen nu in maanden worden afgerond, wat mogelijk oplossingen voor dringende wereldwijde gezondheidsproblemen zoals tuberculose en opkomende virale bedreigingen versnelt.
Als onderdeel van Microsofts bredere AI for Science-initiatief laat AI2BMD zien hoe kunstmatige intelligentie niet alleen menselijke taal kan leren, maar ook de taal van de natuur—including moleculen, eiwitten en biologische systemen—om de meest urgente wetenschappelijke uitdagingen van de mensheid aan te pakken.