Białka i biologia molekularna

Proteins and molecular biology · id biomolecules · aliases: computational biology, protein AI, biologia obliczeniowa, AI w biologii

Uczenie maszynowe dla biocząsteczek: przewidywanie struktur i oddziaływań, projektowanie białek oraz modele językowe sekwencji białek i genomów.

Machine learning for biomolecules: predicting structures and interactions, designing proteins, and language models of protein and genome sequences.

In one sentence

Modele, które odczytują i projektują cząsteczki życia: białka, DNA i ich wzajemne połączenia.

Models that read and design the molecules of life: proteins, DNA and how they bind to each other.

Ustalenie kształtu jednego białka w laboratorium potrafiło trwać latami, a od kształtu zależy, jak działa lek czy enzym.

Working out the shape of a single protein in the lab could take years, and that shape decides how a drug or enzyme works.

Model uczy się na setkach tysięcy poznanych struktur, jak ciąg liter zamienia się w trójwymiarowy kształt.

The model learns from hundreds of thousands of known structures how a string of letters turns into a three-dimensional shape.

Badaczka sprawdza w ogólnodostępnej bazie przewidywany kształt białka bakterii, zanim zaplanuje eksperyment z nowym antybiotykiem.

A researcher looks up the predicted shape of a bacterial protein in a public database before planning an experiment with a new antibiotic.

Modele bazowe pojedynczych komórek (Single-cell foundation models): Transformers pretrained self-supervised on single-cell expression profiles, fine-tuned for annotation, integration and gene-network analysis.
Modele językowe białek i genomów (Protein and genomic language models): Transformers and sequence models trained self-supervised on protein or DNA sequences; they yield embeddings, score mutations and generate new sequences.
Projektowanie nowych białek (De novo protein design): Generating new protein backbones and sequences for a given function: target binders, symmetric assemblies and enzyme active sites.
Przewidywanie struktury białek i kompleksów (Protein and biomolecular complex structure prediction): Predicting the 3D structure of proteins from sequence and, in newer models, of whole complexes with DNA, RNA, small molecules and ions.
Zero-shot ocena skutków mutacji w białkach (Zero-shot protein variant effect prediction with language models): Zero-shot scoring of amino-acid substitutions by comparing variant and wild-type likelihoods under a protein language model.