أعلن فريق بحثي دولي يضم علماء من جامعة بوهان للعلوم والتكنولوجيا الكورية وجامعة واشنطن الأمريكية، بقيادة البروفيسور سانغمين لي والبروفيسور ديفيد بيكر الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2024، عن نجاحهم في تصميم أقفاص بروتينية نانوية مجوفة تحاكي آلية التجميع الذاتي للفيروسات باستخدام الذكاء الاصطناعي. نُشرت النتائج في مجلة نيتشر، وتمثل هذه الأقفاص هياكل تعتمد على مبدأ شبه التماثل، وهو استراتيجية تطورية تستخدمها الفيروسات الطبيعية لتكوين أصداف ضخمة من تكرار بروتين واحد مع تعديل طفيف في الزوايا والبيئات الموضعية لكل وحدة. اعتمد الباحثون على نموذج الذكاء الاصطناعي RFdiffusion لتصميم وحدات بناء بروتينية ثلاثية، تم هندستها للاقتران بزاويات وميولات مختلفة، مما يتيح للبروتين الواحد احتلال بيئات خماسية وسداسية في آن واحد حسب موقعه في التجمع. وبعد تخليق هذه البروتينات المصممة حوسبياً داخل بكتيريا الإشريكية القولونية، أكدت المجهرية الإلكترونية فائقة البرودة تجمّعها التلقائي لتشكيل أصداف كروية تتراوح أحجامها بين 70 و220 نانومتراً. وقد اتخذت الأصغر منها شكل كرة قدم مجهرية معقدة، بينما كان الأكبر أكبر منه بثلاث مرات، مما يثبت دقة التحكم في انحناء الأسطح وقابلية الإغلاق الهيكلي. تتمثل القيمة الجوهرية لهذا الإنجاز في تجاوزه القيود المفروضة سابقاً على التصميم الحيوي المعتمد على التماثل المثالي، مما أتاح بناء هياكل أكبر وأكثر تعقيداً من مكون بروتيني واحد. وتعد هذه الأقفاص من المنصات الواعدة تقنياً في المجال الطبي الحيوي، خاصة لتطوير أنظمة توصيل الأدوية والمواد الجينية بدقة مستهدفة، وكمنصات فعالة لعرض مستضدات اللقاحات. كما لفتت المراسلة العلمية المشتركة، التي صدرت فيها ورقتان بحثيتان في مجلة نيتشر في اليوم نفسه لإشراف كل من لي وبيكر، أنظار الأوساط الأكاديمية كأحد أبرز الإنجازات التأسيسية في مجال هندسة البروتينات الاصطناعية. تستهدف الخطط البحثية المقبلة تحقيق ضبط أكثر دقة لأقطار هذه الهياكل عبر استخدام بروتينات سقالة داخلية أو أحماض نووية كقوالب توجيه، في خطوة تمهد الطريق نحو النقل التقني السريع والتطبيقات التجارية في الطب الدقيق وهندسة المواد النانوية الحيوية.