Яды змей, скорпионов и пауков чаще всего ассоциируются с ядовитыми укусами. Однако с помощью искусственного интеллекта они могут помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам, которая приводит более чем к миллиону смертей по всему миру каждый год.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, учёные из Университета Пенсильвании использовали систему глубокого обучения под названием APEX, чтобы изучить базу данных, содержащую более 40 миллионов зашифрованных в ядах пептидов (VEPs) — крошечных белков, которые развились у животных для атаки или в качестве механизма защиты.
За считанные часы алгоритм выявил 386 соединений с молекулярными признаками антибиотиков нового поколения.
«Яды — это эволюционные шедевры, но их антимикробный потенциал практически не изучен, — сказал старший автор исследования доктор Сесар де ла Фуэнте, профессор психиатрии, микробиологии, биоинженерии, химической и биомолекулярной инженерии и химии. — APEX позволяет нам сканировать огромное химическое пространство за считанные часы и выявлять пептиды с исключительным потенциалом для борьбы с самыми устойчивыми патогенами в мире».
Из отобранного с помощью ИИ списка команда синтезировала 58 пептидов из яда для лабораторных испытаний. 53 из них убили лекарственно-устойчивые бактерии, включая кишечную палочку (Escherichia coli) и золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), в дозах, безвредных для красных кровяных телец человека.
«Сочетая вычислительную сортировку с традиционными лабораторными экспериментами, мы провели одно из самых всесторонних исследований антибиотиков, полученных из ядов, на сегодняшний день», — добавил соавтор доктор Марсело Торрес, научный сотрудник Пенсильванского университета.
Чангге Гуань, доктор философии, постдокторант в лаборатории де ла Фуэнте и соавтор, отметил, что платформа выявила более 2000 совершенно новых антибактериальных мотивов — коротких специфических последовательностей аминокислот в белке или пептиде, ответственных за их способность убивать бактерии или подавлять их рост.
Сейчас команда работает над улучшением лучших пептидов-кандидатов, которые могут привести к созданию новых антибиотиков, с помощью изменений в медицинской химии.
Предоставлено:
Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania
Подробнее в разделе: [Biology and Medical](https://www.physicsforums.com/forums/biology-and-medical.82/)