Не алгоритмы, а живые клетки: в Австралии разработали систему эволюции молекул прямо в организме
В то время как мир увлечён гонкой ИИ в области текста и изображений, команда австралийских учёных представила совсем другую разновидность искусственного интеллекта — биологическую. Исследователи из Сиднейского университета (University of Sydney) объявили о создании революционной системы под названием PROTEUS (PROTein Evolution Using Selection), которая позволяет выращивать и совершенствовать молекулы прямо внутри клеток млекопитающих — с такой же изощрённостью, как это делает природа, но в тысячи раз быстрее.
Об открытии сообщили в журнале «Nature Communications», а само исследование велось в Центре Чарльза Перкинса (Charles Perkins Centre) в сотрудничестве с учёными из Института Сентенари (Centenary Institute).
Что такое PROTEUS: ускоренная эволюция в чашке Петри (и не только)
Идея проста, как всё гениальное. В основе системы лежит метод, известный как «направленная эволюция» — когда вместо того, чтобы ждать природных мутаций годами, исследователи сами запускают и отбирают полезные изменения в генетическом материале.
Ранее такие эксперименты проводились преимущественно в бактериях. Но PROTEUS впервые переносит этот процесс в клетки млекопитающих. А это уже совсем другой уровень: полученные молекулы сразу адаптированы к работе в теле человека.
«Теперь мы можем создавать молекулы, идеально “заточенные” под работу в живом организме. Это открывает дорогу к разработке новых лекарств, которые просто невозможно получить старыми методами», — пояснил Грег Нили (Greg Neely), научный сотрудник и глава Лаборатории функциональной геномики Джона и Энн Чонг (Dr. John and Anne Chong Lab for Functional Genomics) при Сиднейском университете (University of Sydney).
Как работает «био-ИИ»?
Представьте, что у вас есть задача: отключить ген, вызывающий заболевание. Как это сделать? Обычно на решение такого вопроса уходят месяцы — если не годы. Но PROTEUS берёт его как «запрос», будто вы ввели его в поисковик.
Система начинает прокручивать миллионы вариантов — последовательностей ДНК, которых даже не существует в природе. Благодаря встроенной системе отбора, нужные решения «всплывают» вверх, а бесполезные просто исчезают. Эволюция в реальном времени, только с конкретной целью и под контролем.
Первые успехи: белки под управлением и «наноантитела»
Среди практических достижений команды — усовершенствованные белки, чувствительные к воздействию лекарств, и специальные мини-антитела (так называемые нанотела), которые обнаруживают повреждения ДНК — один из главных механизмов, запускающих рак.
«Это только начало, — говорит Кристофер Денес (Christopher Denes), ведущий автор работы и научный сотрудник из Центра Чарльза Перкинса (Charles Perkins Centre) и Школы наук о жизни и окружающей среде (School of Life and Environmental Sciences). — В принципе, мы можем применить PROTEUS к любой молекуле, которая существует в организме — и сделать её лучше».
Главное препятствие: как не «сжульничать» в биологии
Самой большой проблемой оказалось то, что клетки — довольно хитрые существа. Дать им задачу, и они могут найти простой путь обхода, ничего не решая по сути.
Чтобы избежать таких трюков, учёные применили конструкцию из вирусоподобных частиц: оболочка одного вируса, а внутри — гены другого. Такая «химера» блокировала обходные пути и заставляла систему находить реальные, полезные решения.
«Получилась устойчивая и надёжная система. Мы проверяли её в разных лабораториях — и она работает. Сейчас мы делаем PROTEUS с открытым кодом, чтобы другие исследовательские группы могли использовать его в своих разработках», — добавляет Денес (Denes).
Перспективы: лекарства, ферменты и редактирование генов
Грег Нили (Greg Neely) подчёркивает, что основной фокус команды теперь — на усовершенствовании генных технологий, в том числе CRISPR, а также на разработке более эффективных мРНК-лекарств.
Иными словами, PROTEUS — это не просто очередной научный проект. Это новая платформа. Не цифровая, а биологическая. И кто знает, возможно, уже через пару лет благодаря ей будут разрабатываться лекарства, способные лечить то, что сейчас кажется неизлечимым.
P.S. Выражение «искусственный интеллект» в контексте PROTEUS начинает звучать буквально — это интеллект, выросший внутри живых клеток.
Литература:
Alexander J. Cole et al, A chimeric viral platform for directed evolution in mammalian cells, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59438-2
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – xuslan@yandex.ru;
