AIが秒単位で開発、抗がん剤や耐性菌への新治療法を加速

AIが数秒で新たなタンパク質を生成　抗癌作用や抗菌耐性との戦いに革命 去年、AIが開発したタンパク質が急増しており、これらは将来的に蛇毒から癌まで多様な疾患治療に利用される見込みだ。通常、科学者が個別の疾患に対してカスタマイズされたタンパク質を作成するには数十年かかるが、現在では数秒で完了することが可能になった。 オーストラリアの研究チームが初めて人工知能（AI）を用いて、抗菌耐性を持つ大腸菌などの病原体を殺すための生物学的タンパク質を生成した。この研究は『Nature Communications』誌に発表され、抗菌耐性菌による世界的な危機への新たな対策となる可能性がある。今回の成果により、オーストラリアもアメリカや中国に続いて、AIプラットフォームを用いて数千の即使用可能なタンパク質を迅速に生成できる国となった。これにより、医薬品開発や診断技術が急速に進展し、バイオメディカル研究や患者ケアの改革が期待される。 このプロジェクトは、「AIタンパク質設計プログラム」の共同リーダーであるドクター・ライス・グリンターと准教授・ガヴィン・ノット（Snow Medicalフェロー）によってリードされている。彼らはメルボルン大学Bio21研究所とモナッシュ大学バイオメディシン研究開発研究所で研究を行っている。ノット准教授は、「これらのタンパク質は、医薬品、ワクチン、ナノ材料、そしてマイクロセンサーなど様々な用途で開発されています。今後もさらに多くの応用が見込まれます」と述べた。 この研究では、世界中の科学者が利用できる公開のAI駆動タンパク質設計ツールが使用された。「蛋白質設計の民主化は非常に重要です。全世界の科学者がこれらのツールを活用できるようにしなければなりません」と、この研究に主要な実験的な貢献をした博士課程学生ダニエル・フォックスは語る。それだけでなく、自社内で開発しているツールを使用して、特定の標的部位やリガンドに結合するタンパク質の設計、または阻害剤、アゴニスト、アンタゴニスト、高活性かつ安定性を持つ酵素の設計も可能になった。 グリンター博士によると、これまでの疾患治療用タンパク質は自然由来であり、合理的設計や体外進化を通じて再利用されていたが、深層学習の新技術により、特定の特性と機能を持つ従来型のタンパク質よりも効率的に新規設計が可能になった。「コストが下がり、新しいタンパク質バインダーかエンジニアリング酵素の開発が大幅に加速されます」と彼は説明している。 過去1年間、David Baker氏（昨年のノーベル化学賞受賞者）の研究に基づいて新たなツールやソフトウェアが開発され、BindcraftやChaiがAIタンパク質設計プラットフォームに組み込まれている。 モナッシュ大学バイオメディシン研究開発研究所長のジョン・カロル教授は次のように述べている。 「新しいAIタンパク質設計プログラムは、革新的な治療薬及‎ ‎び研究工具の設計に対する最新潮流にオーストラリアを引き立てくなりました。日夜努力を重ね、この能力をゼロから築き上げた素晴らしい若手科学研究者の起業家精神の賜物です。」 同プログラムは、タンパク質構造と機械学習に深い理解を持つ才能のある構造生物学者と컴퓨터科学者によって遂行されており、先端的なAIタンパク質設計ツールの定期的な導入が可能となっている。 この研究は、医療や研究分野においてAIの力を最大限に活用し、新たな治療法や研究手段を開拓する大きな一歩となるだろう。