В ИТМО открылась лаборатория для разработки молекулярных машин. Они позволят выйти на новый этап в научных исследованиях, направленных на улучшение процессов создания лекарств и диагностики болезней.
Лаборатория сфокусируется на разработке цифровых инструментов, используемых для формирования молекулярных машин. Например, на наноустройствах, способных ускорять химические реакции, селективно связывать молекулы и выполнять функции биопроцессоров.
Основой для этих инструментов служат методы искусственного интеллекта (ИИ). Ученые ожидают, что он поможет в создании персонализированных медицинских препаратов и мобильных систем лабораторной диагностики заболеваний.
Молекулярные машины представляют собой биологические структуры, способные выполнять различные задачи внутри клеток, такие как синтез ДНК, производство энергии и сокращение мышц. В то время как эти структуры естественным образом созданы в природе, ученые стремятся искусственно создавать их для проведения различных манипуляций с молекулами, регулирования клеточного метаболизма и редактирования генома. На сегодняшний день не существует единой теории по направленной разработке этих биологических структур.
Цель новой лаборатории заключается в создании набора инструментов, основанных на искусственном интеллекте, науке о данных и вычислительных методах, которые будут способствовать разработке молекулярных машин для различных прикладных задач. По словам руководителя лаборатории Никиты Серова, в долгосрочной перспективе планируется создание системы под названием «Lego молекулярных машин». Она будет включать в себя разработку и сборку отдельных функциональных модулей в молекулярные машины с заранее заданным поведением.
По словам ученых, одно из направлений работы будет связано с концепцией «Фермента под ключ». Она предполагает перестройку естественных молекулярных машин под конкретные задачи в области медицины и биотехнологий. Этот подход позволит контролировать метаболизм клеток и обнаруживать маркеры заболеваний в сложных биологических жидкостях. Такие инструменты играют важную роль в разработке диагностических систем для использования в медицинских учреждениях. Кроме того, ученые уже активно работают над рекомендательной системой для модификации малых РНК с целью более эффективного «выключени» генов в процессе лечения различных заболеваний.
Фото: Christina Victoria Craft / Unsplash.com
