pavlofuks

​​Ученые смоделировали 500 миллионов лет эволюции с помощью ИИ

Современные языковые модели (LLMs), такие как ChatGPT, Claude и другие, демонстрируют выдающиеся способности к анализу огромных объемов данных. Эти технологии уже активно используются для быстрого и осмысленного ответа на вопросы, а также для решения сложных задач. Однако их потенциал выходит далеко за пределы потребительского использования.

Одной из перспективных областей применения является биология, где ИИ может помочь в разработке новых терапий или разгадке тайн эволюции.

Именно эту задачу взяла на себя компания EvolutionaryScale — стартап, основанный бывшими инженерами Meta и поддерживаемый такими гигантами, как Amazon и NVIDIA.

В 2019 году они представили свою первую модель — EvolutionaryScale Model 1 (ESM1), которая была разработана для создания новых белков. Для этого в ИИ загрузили огромные массивы данных, включая последовательности, структуры и характеристики белков.

В середине 2024 года команда представила свою третью модель — ESM3, которая смогла создать новый зеленый флуоресцентный белок (GFP), похожий на те, что встречаются у биолюминесцентных рыб. Чтобы достичь этого, модель обработала 771 миллиард токенов, полученных из 3,15 млрд белковых последовательностей, и таким образом смоделировала 500 миллионов лет эволюции.

ESM3 — это открытая модель. Любой ученый может использовать ее в своих исследованиях. Работа EvolutionaryScale и ее открытие были опубликованы в журнале Science.

Созданный ESM3 белок, получивший название esmGFP, имеет генетическую последовательность, которая на 58% схожа с ближайшим известным "родственником". Ученые подсчитали, что для естественного появления такого белка потребовалось бы около 500 миллионов лет эволюции. Этот факт дает преимущество теории детерминизма в биологии, согласно которой эволюция подчиняется предсказуемым закономерностям.

Модель ESM3 работает с белками, собранными из самых разнообразных сред — от тропических лесов Амазонки и глубоководных гидротермальных источников до микроорганизмов в почве. Это открывает путь к созданию белков с уникальными свойствами, например, синтетических молекул для разложения пластиковых отходов.

EvolutionaryScale утверждает, что это только начало. Как и другие ИИ, эта модель будет становиться всё более мощной с каждым новым поколением. В перспективе такие технологии могут помочь человечеству справляться с глобальными вызовами — от загрязнения окружающей среды до разработки новых лекарств.

ИИ становится незаменимым инструментом в изучении эволюции и создании решений для будущего. Возможно, в ближайшие десятилетия наука, усиленная ИИ, откроет перед человечеством новые горизонты.