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Nature子刊!AI突破设计肽类药物,针对以前无法治疗的蛋白质,有望开发亨廷顿舞蹈症新疗法!

科研界的”药神”登场!AI出手攻克”老大难”治病靶点

困境:科学家们都在”摘低矮果子”

  • 药物研发界的”懒汉逻辑”:为什么放着那么多疾病不管?因为大家专挑”矮树上的果子”(容易的靶点)摘!
  • “难成药靶点俱乐部”会员:目前仍有约80%的蛋白质靶点被认为是”难啃的骨头”
  • 风险投资家的噩梦:失败率堪比买彩票,烧钱速度快过点外卖
  • 救星PepMLM:AI界的”蛋白质翻译官”

    这个由加拿大和美国多所高校联合开发的工具,名字听起来像某种新型减肥药(Pep嘛),实际上却是:

  • 蛋白质语言大师:能把蛋白质序列当成外语来翻译
  • 药物设计界的ChatGPT:可以自己”脑补”出潜在的治疗性多肽
  • 实验室省钱小能手:预估可以把药物发现时间缩短60%(这得省多少咖啡钱!)
  • 工作原理(人话版)

    想象给AI看了一堆蛋白质的”自拍照”,然后它突然顿悟:”啊哈!原来这些蛋白质都喜欢这个类型的多肽!”——就跟相亲App的算法突然帮你找到真爱差不多。

  • PS:*论文发表在Nature Biotechnology上,绝对是正经科学,不是科幻小说!
  • Nature子刊!AI突破设计肽类药物,针对以前无法治疗的蛋白质,有望开发亨廷顿舞蹈症新疗法!

    AI变身“蛋白质魔术师”:专治“不可成药”硬骨头!

    科学家们最近捣鼓出了一个“蛋白质设计巫师”——一个人工智能工具,能凭空搓出40到50个氨基酸长度的小家伙!这些迷你蛋白质不需要任何结构信息,就能精准锁定那些让科学家们头疼的“不可成药靶点”,比如:

  • 亨廷顿舞蹈症(专业说法:让大脑乱跳舞的病)
  • 病毒感染(病毒:没想到吧,我有新对手了!)
  • 白血病(AI:听说你很难搞?让我试试!)
  • 过去,这些靶点就像药界的硬核桃——传统药物开发者敲了半天,愣是找不到缝。但现在,AI直接来了句:“让开,我自带核桃夹!

    这意味着啥?

  • 癌症、脑部疾病、病毒感染:以前只能干瞪眼的目标,现在可能迎来新战术!
  • 速度升级:传统方法像老牛拉车,AI直接开上火箭——设计更快、更准、更省钱!
  • 开门红:这是全球首批“仅靠序列就能设计结合分子”的工具之一,简直是医学界的“GPT时刻”!
  • 科研团队放话了:“这工具不是钥匙,是直接炸开了新疗法的大门!” 接下来,就等着看AI怎么把“不可成药”变成“排队等药”了!

    01

    仅通过序列设计肽类药物

    当”没口袋靶点”遇上”吃货肽”:一场精准医疗的舌尖革命

    1. 传统制药界的”找座位难题”

    想开发药物?科学家们通常要先给靶点蛋白拍个”X光片”,看看它身上有哪些可以塞小分子的”口袋”(就像找餐厅里能放胡椒瓶的凹槽)。但问题是——某些靶点蛋白简直是“平板身材”

  • 光滑如镜:没有凹槽
  • 随风摇摆:结构不稳定
  • 这种”不可成药靶点”让制药界集体挠头,仿佛面对一块没有挂钩的光滑瓷砖墙,挂不上任何小分子”装饰品”。

    2. PepMLM:蛋白质界的”AI私房菜主厨”

    这时,斯坦福团队端出了一盘“肽分子麻辣香锅”——PepMLM(多肽掩蔽语言模型)。它的工作流程堪比米其林后厨

  • 主厨培训:用1万个”肽-蛋白CP组合”训练(相当于尝遍全球菜系)
  • 招牌动作:把靶蛋白C端当成”餐桌”,往上面”摆盘”生成肽序列
  • 黑暗料理逆袭:专攻”传统厨具(小分子)搞不定”的靶点
  • 3. 肽药物的”502胶水战术”

    这些AI设计的肽类药物堪称生物版双面胶

  • 精准黏贴:像口香糖一样糊住致病蛋白
  • 流氓克星:直接废掉反派蛋白的武功
  • 变形金刚:即使靶点结构乱动也能”贴贴”
  • 4. 未来展望:从”不可成药”到”吃货天堂”

    想象一下未来药盒:
    早晨肽片:专粘熬夜紊乱蛋白
    午后肽针:封锁焦虑分子蹦迪
    睡前肽糖:给癌蛋白嘴贴封条
    (一句话总结:当小分子药物在靶点门口”找钥匙孔”找到崩溃时,肽药物已经翻窗进去把冰箱吃空了。)
    Nature子刊!AI突破设计肽类药物,针对以前无法治疗的蛋白质,有望开发亨廷顿舞蹈症新疗法!

    当科学遇上”肽科技”:蛋白质革命悄然上演

    蛋白质界的”ChatGPT”诞生了!

    最近科研圈掀起了一场风暴——PepMLM模型横空出世,把那些以前被称为”蛋白质界的钉子户“(没错,就是那些医学博士生咬牙切齿的”不可成药”蛋白)都给拿下了!而它打败的可是2024年诺贝尔化学奖得主David Baker实验室的”明星产品”RFdiffusion

    为什么这是个爆炸性新闻?

  • 命中率碾压:PepMLM达到惊人的38%,而RFdiffusion只有29%(差距大到可以塞下一整个PDB数据库!)
  • 专挑硬骨头啃:普通模型处理”听话”的蛋白质,PepMLM专治各种”不配合”
  • 蛋白质界”盲盒玩法”:不同于RFdiffusion依赖PDB结构已知数据,PepMLM像开了天眼一样预测未知结构
  • 蛋白质生成的”奥本海默时刻”

    想象一下:

  • David Baker实验室的RFdiffusion像退休的蛋白质老教授——严谨但缓慢
  • 而PepMLM就像刚入职的AI博士后——精力旺盛,天天产出新发现
  • 未来展望*:
  • 靶向”不可成药蛋白”不再是科学幻想
  • 药物研发周期可能从”十年磨一剑”变成”一年出十款”
  • 医学院博士生终于不用为找蛋白靶点秃头了(可能)
  • 温馨提示:本文数据如有雷同,纯属科学研究;如有不同,那一定是又出了新模型!Nature子刊!AI突破设计肽类药物,针对以前无法治疗的蛋白质,有望开发亨廷顿舞蹈症新疗法!

    当AI蛋白质设计师也开始“内卷”…

  • 昔日霸主AlphaFold遇瓶颈*
  • AlphaFold就像蛋白质界的学霸,在研究那些乖宝宝(稳定结构的蛋白质)时风生水起。可惜遇到了叛逆少年们——缺乏稳定结构的蛋白质时,它就傻眼了!

  • 新一代卷王PepMLM登场*
  • 而PepMLM简直是AI界的“蛋白改造狂魔”,不仅解决了AlphaFold的难题,还顺便在药物发现领域大展拳脚:

  • 精准捕捉疾病靶标
  • 像纳摩尔级别的“分子神枪手”,PepMLM设计的肽轻松锁定了:

  • NCAM1(急性髓系白血病的标志物)
  • AMHR2(多囊卵巢综合征的调节子)
  • 扫荡有害蛋白俱乐部
  • 为了证明自己不光会说还能打,PepMLM搞了一套“蛋白清除套餐”:

  • 融合uAb结构域,就像给垃圾回收站发派任务
  • 成功降解亨廷顿病相关蛋白MSH3和突变型HTT
  • 实验证明,多个候选肽高效分解有毒蛋白,从多种细胞系中清除“分子垃圾”
  • 结论:AI界也开始内卷,但这次——人类赢麻了!*
  • Nature子刊!AI突破设计肽类药物,针对以前无法治疗的蛋白质,有望开发亨廷顿舞蹈症新疗法!

    当小小肽段遇上大大疾病:一场微观世界的武林传奇

    想象一下,在你的身体里,有一群微型武林高手——它们可不是普通的蛋白质,而是PepMLM智慧设计的神秘肽段!这些小家伙在细胞江湖里行侠仗义,专门收拾那些横行霸道的亨廷顿病蛋白,让它们乖乖降解、缴械投降!
    但它们的本领可不止于此:

  • 对付癌症?手到擒来!一脚踢飞肿瘤细胞的嚣张气焰!
  • 单基因遗传病?照样修理!精准打击致病基因,绝不误伤友军!
  • 活病毒感染?更是轻松拿捏,硬生生把病毒揍成“报废程序”!
  • 别看它们身材娇小,打起架来简直是生化界的叶问——“我一个能打十个!”未来医学江湖,怕是要靠这些肽段大侠来撑场面了!

    02

    未来的方向和影响

    人工智能掀翻制药界的桌子?

    “肽”有道理的科技革命

    谁说药物研发非得是穿着白大褂的科学家们整天泡在实验室里冒烟?现在人工智能也来抢饭碗了!这不,最新一款名为”PepMLM”的AI算法正在制药界悄悄掀起一场革命,速度快得连实验室的白老鼠都追不上。

    蛋白质界的”红娘”

    想象一下,蛋白质们就像一群傲娇的单身贵族,传统药物研发就是笨拙的相亲介绍人,花了十几年都不一定能撮合成一对。而现在PepMLM就像是配备了大数据分析能力的金牌红娘,看一眼氨基酸序列就能速配成功!
    宾夕法尼亚大学的Pranam Chatterjee博士得意地表示:”我们的AI现在闭着眼睛都能帮蛋白质找到’真命肽’!”

    600+真爱粉的年度热剧

    这个AI红娘有多火?自从去年上线,每月都吸引600多位科研人员前来”求姻缘”。使用方法简单到令人发指:

  • 第一步:输入目标蛋白质序列
  • 第二步:坐等AI给你介绍合适的肽伴侣
  • 第三步:…目前还没人进行到第三步,因为科学家们还在前两步兴奋得手舞足蹈
  • 2.0版本:更持久、更准时的”肽”

    研究团队显然不满足于当个普通的红娘,他们正在开发功能更强的AI算法:

  • PepTune:让肽结合更加稳定,堪称爱情保鲜剂
  • MOG-DFM:提高递送效率,保证”情书”准时送达
  • 他们的终极梦想是什么?打造一个”一键生成特效药”的神奇平台!想象一下未来的制药过程:

  • 输入患者病情
  • AI自动设计特效肽
  • 3D打印药丸
  • 患者开心吃药
  • 不过在这之前,建议先把平台名字改得没那么像汽水牌子,PepMLM听起来总让人想来瓶冰镇的。

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