科技日?qǐng)?bào)北京12月30日電 （記者張夢(mèng)然）韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用人工智能（AI）技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種“納米籠”，成功模擬出病毒的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。它可遞送治療基因，進(jìn)而成為一種醫(yī)療創(chuàng)新平臺(tái)。這項(xiàng)研究展示了AI在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力，特別是在改善基因治療載體方面。該研究發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。

病毒具有特殊結(jié)構(gòu)，可以將遺傳物質(zhì)封裝在一個(gè)球形蛋白質(zhì)外殼中，這使得它們能夠復(fù)制并侵入宿主細(xì)胞，進(jìn)而引發(fā)疾病。受到這種結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，科學(xué)家試圖模仿病毒行為，設(shè)計(jì)出能夠遞送治療基因到特定細(xì)胞的人造蛋白質(zhì)“納米籠”。

現(xiàn)有的“納米籠”存在一些問(wèn)題，比如：由于尺寸小，其能攜帶的遺傳物質(zhì)有限；其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)無(wú)法完全再現(xiàn)天然病毒蛋白的多功能性。

為了解決這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而使用AI驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法。他們不僅捕捉到了大多數(shù)病毒所共有的對(duì)稱(chēng)性，還重現(xiàn)了那些細(xì)微的不對(duì)稱(chēng)特征。

基于此，團(tuán)隊(duì)首次成功設(shè)計(jì)出四面體、八面體和二十面體形狀的新型“納米籠”。這些納米結(jié)構(gòu)由4種不同的人工蛋白質(zhì)組成，形成一個(gè)包含6種獨(dú)特蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)界面的復(fù)雜架構(gòu)。

特別值得一提的是，其中一種直徑達(dá)到75納米的二十面體結(jié)構(gòu)，可比傳統(tǒng)基因傳遞載體多裝3倍的遺傳物質(zhì)。這意味著，在基因治療領(lǐng)域，可能會(huì)取得顯著進(jìn)展。

為了驗(yàn)證效果，團(tuán)隊(duì)使用電子顯微鏡檢查了“納米籠”的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了功能測(cè)試。結(jié)果顯示，“納米籠”確實(shí)按照預(yù)期構(gòu)建了精確的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，并且高效地將治療有效載荷遞送到目標(biāo)細(xì)胞中。這一進(jìn)展為未來(lái)醫(yī)療應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為研發(fā)更先進(jìn)、更高效的治療方法開(kāi)辟了新途徑。

【總編輯圈點(diǎn)】

AI再次在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域顯示出它的獨(dú)特價(jià)值。此次，科研人員利用人工智能分析病毒的細(xì)微特征，成功設(shè)計(jì)出各種新型“納米籠”。其中，一種直徑達(dá)75納米的二十面體“納米籠”，一舉打破“納米籠”的尺寸限制，容納的遺傳物質(zhì)量達(dá)到傳統(tǒng)載體的3倍。這種納米級(jí)的結(jié)構(gòu)，可以將治療基因?qū)氚邢蚣?xì)胞，從而治愈疾病。在感慨AI力量的同時(shí)，我們也更清楚地意識(shí)到，用好AI工具，能破除枷鎖，打開(kāi)新局面。

編輯：金艷

責(zé)任編輯：冉華陽(yáng)

編審：吳山冠