Основанная на искусственном интеллекте система аб иницио биомолекулярной динамики (AI2BMD) от Microsoft представляет собой фундаментальный сдвиг в подходах учёных к разработке лекарств и исследованию белков. Технология, созданная в ходе четырёхлетней исследовательской работы и опубликованная в журнале Nature, закрывает критически важный разрыв в возможностях биомолекулярного моделирования.
Традиционные методы моделирования белков сталкивались с постоянной дилеммой: классические симуляции молекулярной динамики быстры, но недостаточно точны с химической точки зрения, в то время как квантово-химические методы обеспечивают высокую точность, но не масштабируются на крупные биомолекулы. AI2BMD решает эту проблему с помощью новой схемы фрагментации белков в сочетании с машинным обучением для построения силовых полей.
Система способна эффективно моделировать белки, состоящие более чем из 10 000 атомов, с точностью аб иницио (на основе первых принципов), сокращая время вычислений на несколько порядков по сравнению с традиционными методами. Это открытие позволяет исследователям наблюдать процессы свёртывания и развёртывания белков, а также их взаимодействие с потенциальными лекарственными соединениями так, как это ранее было невозможно.
AI2BMD уже доказала свою практическую ценность в реальных задачах. В 2023 году система заняла первое место на первом в мире конкурсе Global AI Drug Development, точно предсказав химическое соединение, связывающееся с главным протеазом SARS-CoV-2. Microsoft Research также сотрудничает с Институтом глобального здравоохранения по разработке лекарств (Global Health Drug Discovery Institute), основанным Фондом Билла и Мелинды Гейтс, чтобы использовать эту технологию для создания препаратов от болезней, поражающих страны с низким и средним уровнем дохода.
Возможность AI2BMD проводить высокоточное виртуальное скринирование кандидатов на роль лекарств меняет сроки проведения фармацевтических исследований. Задачи, на выполнение которых ранее уходили годы, теперь могут быть решены за месяцы, что потенциально ускоряет поиск решений для актуальных глобальных проблем здравоохранения, таких как туберкулёз и новые вирусные угрозы.
В рамках широкой инициативы Microsoft «ИИ для науки» (AI for Science), AI2BMD демонстрирует, как искусственный интеллект может изучать не только человеческий язык, но и язык природы — молекул, белков и биологических систем — чтобы решать самые острые научные задачи человечества.