Google DeepMind представила систему SynthID Bio, которая вносит скрытую подпись в белки, созданные с помощью генеративного ИИ. Метка закладывается в аминокислотную последовательность и в предсказанную трехмерную структуру белка. Методы описаны в журнале Nature.
На уровне последовательности система слегка меняет выбор аминокислот. Для этого используют модифицированную версию ProteinMPNN, популярной модели для проектирования белков. Для структур в DeepMind дообучили часть диффузионной сети AlphaFold 3, поэтому предсказанные координаты атомов сразу несут подпись. Сигнал остается распознаваемым при цифровом шуме и небольших смещениях координат, а метку можно проверить и на синтезированном белке.
Систему проверили в моделировании и лабораторных экспериментах на трех белках-мишенях: факторе роста эндотелия сосудов VEGF-A, рецептор-связывающем домене спайк-белка SARS-CoV-2 и белке контрольной точки иммунитета PD-L1. Помеченные дизайны не уступали обычным по доле вариантов, которые связались с мишенью, силе связывания и разнообразию последовательностей. При этом метка хорошо распознавалась.
Разработку создали ради биобезопасности. Генеративные модели, такие как AlphaProteo и ProteinMPNN, могут выдавать последовательности, которые обходят традиционный скрининг заказов на синтез ДНК и несут неизвестные риски. Кроме того, непомеченные синтетические белки могут попасть в базы данных и исказить основанные на них исследования. Подпись должна помочь поставщикам синтеза проверять, что дизайн получен из доверенной модели с защитными механизмами.
В DeepMind называют главной нерешенной проблемой устойчивость метки к намеренному вмешательству и считают SynthID Bio лишь одним из уровней защиты. Рядом с ним предлагают использовать метаданные о происхождении, центральные хранилища ИИ-данных, ограничения на уровне моделей и проверку клиентов.
Это перспективное дополнение к набору инструментов биобезопасности, которое может усилить скрининг
Совместно с лабораторией Hie Стэнфордского университета и Arc Institute в DeepMind также встроили SynthID Bio в геномную модель Evo 2 для маркировки геномов бактериофагов. В первых опытах помеченные фаги сохранили работоспособность в бактериальных культурах. Техническую статью об этом планируют опубликовать позже.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ИИ создал первые полные модели белков в движении.