AI设计蛋白有效阻断蛇毒 毒蛇咬伤治疗新利器(图)
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世界卫生组织(WHO)已将蛇咬列为被忽视的热带病之一,与登革热及狂犬病等并列。 (示意图:shutterstock/达志)
毒蛇咬伤每年约造成10万人死亡,目前的治疗方式仍依赖数百年来的抗蛇毒血清,15日发表于《自然》期刊的研究指出,人工智慧(AI)设计的蛋白能有效阻止眼镜蛇、蝰蛇等致命蛇毒的毒性影响,开拓全新的治疗方向。
抗蛇毒血清,需将毒液经特殊减毒处理后,免疫于马匹或羊身上,待它们体内产生有效抗体反应后,再取马血浆精制而成。这些抗毒血清在安全性及效果上参差不齐,且需由专业医疗人员于医院施用,限制了其普及性。
人工智慧技术大幅加速了蛋白设计的进步。许多过去需花数月甚至数年才能完成的挑战,如设计能成功阻挡毒素的新蛋白,如今可在几秒内实现。加州斯克里普斯研究所(Scripps Research)免疫学家约贾丁(Joseph Jardine)表示:「这项技术进展令人惊艳,从过去认为不可能做到,到现在已能解决实际问题。」

RFdiffusion启发蛇咬治疗新方向2022年底,华盛顿大学计算生物物理学家贝克(David Baker)的实验室推出名为「RFdiffusion」的革命性蛋白设计程式,其灵感来自DALL-E等AI图像生成工具。该工具能设计与目标蛋白结合力极强的小型蛋白,应用范围包括癌症及自体免疫疾病。
实验室成员托雷斯(Susana Vázquez Torres)对被忽视的热带病特别感兴趣,提出利用RFdiffusion改善蛇咬治疗的构想。蛇毒由多种蛋白毒素组成,会导致瘫痪及组织损伤。团队利用RFdiffusion设计出「迷你结合蛋白」(mini-protein binders),能够辨识眼镜蛇、曼巴蛇及蝰蛇等蛇类分泌的3种主要毒素类型。
世界卫生组织(WHO)已将蛇咬列为被忽视的热带病之一,与登革热及狂犬病等并列,研究人员期待这项新技术能够提供更安全、更有效且更容易施用的治疗方案,拯救更多生命。
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