Τα τελευταία χρόνια, η τεχνητή νοημοσύνη έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο στην πρόβλεψη της δομής των πρωτεϊνών, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη ζωή. Αν και πρωτοποριακή, η σημασία αυτών των εξελίξεων μπορεί να μην είναι σαφής στους μη βιολόγους. Μια εντυπωσιακή εφαρμογή αναδεικνύεται στο τελευταίο τεύχος του *Nature*, όπου μια ομάδα, στην οποία συμμετέχει και ο βραβευμένος με Νόμπελ Ντέιβιντ Μπέικερ από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, χρησιμοποίησε την AI για να δημιουργήσει πρωτεΐνες ικανές να εξουδετερώνουν συγκεκριμένα τοξίνες φιδιών. Αν και όχι εντελώς άψογο, αυτό δείχνει πώς νέες εφαρμογές λογισμικού μπορούν να αντιμετωπίσουν προκλήσεις που προηγουμένως ήταν ανυπέρβλητες. Το δηλητήριο του φιδιού αποτελείται από διάφορες τοξίνες που βασίζονται σε πρωτεΐνες και επιτίθενται στα θύματα από πολλές πλευρές. Οι τρέχουσες θεραπείες περιλαμβάνουν αντισώματα που προέρχονται από την έκθεση ζώων στο δηλητήριο, απαιτώντας ψύξη και συχνές ανανεώσεις. Ο σχεδιασμός μικρότερων, σταθερών πρωτεϊνών μπορεί να επιτρέψει την παραγωγή τους από βακτήρια, εξαλείφοντας την ανάγκη για ψύξη—σημαντικό για περιστατικά δηλητηριάσεων σε αγροτικές ή άγριες περιοχές. Η μελέτη επικεντρώθηκε στις «τοξίνες τριών δακτύλων», που συχνάζουν σε επικίνδυνα φίδια όπως οι μπάμπες και οι κόμπρες. Αυτές οι τοξίνες προκαλούν κυτταρική τοξικότητα διαταράσσοντας τις κυτταρικές μεμβράνες και μπλοκάροντας τους υποδοχείς νευροδιαβιβαστών.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα εργαλειοθήκη AI, την RFdiffusion, για να κατασκευάσουν πρωτεΐνες συμπληρωματικές με αυτές τις τοξίνες και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν την ProteinMPNN για τον καθορισμό των αλληλουχιών αμινοξέων για αυτά τα σχέδια πρωτεϊνών. Το AlphaFold2 και το Rosetta της DeepMind υπολόγισαν τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των σχεδιασμένων πρωτεϊνών και των τοξινών. Μετά την επιλογή του πιο υποσχόμενου πρωτεϊνικού υποψηφίου, η AI πρότεινε βελτιωμένες παραλλαγές, εκ των οποίων το 15% έδειχνε ισχυρότερες αλληλεπιδράσεις με τις τοξίνες. Αυτές οι βελτιωμένες πρωτεΐνες συντέθηκαν σε βακτήρια και εξουδετέρωσαν επιτυχώς τα νευροτοξικά αποτελέσματα σε ποντίκια, ακόμη και μετά την έκθεση. Παρ' όλα αυτά, οι προσπάθειες να ανασταλούν οι τοξίνες που διαταράσσουν τις μεμβράνες δεν ήταν επιτυχείς στη μείωση των δερματικών βλαβών σε δοκιμές, υποδεικνύοντας πιθανά κενά στην κατανόηση των μηχανισμών αυτών των πρωτεϊνών. Ενώ η μελέτη στόχευε μόνο δύο τοξίνες δηλητηρίων, τονίζει το μετασχηματιστικό δυναμικό της AI σε βιολογικές παρεμβάσεις. Τα εργαλεία AI μπορούν πλέον να απλοποιήσουν διαδικασίες που κάποτε απαιτούσαν χρόνια σύνθετης έρευνας, προσφέροντας μια ριζική εξέλιξη στη βιοτεχνολογία. Ωστόσο, η εξειδίκευση των αναστολέων που έχουν σχεδιαστεί με AI σημαίνει ότι ενδέχεται να μην εφαρμόζονται καθολικά σε διαφορετικά δηλητήρια φιδιών, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για συνεχή βελτίωση για ευρύτερη εφαρμογή.