Дослідники зі США зробили крок до створення принципово нових противірусних препаратів, виявивши «слабке місце» вірусів на молекулярному рівні. За допомогою штучного інтелекту їм вдалося знайти одну-єдину критично важливу взаємодію в білку, без якої вірус просто не здатен проникнути в клітину. Коли цю взаємодію порушили, інфекція зупинялася ще до початку.
Роботу виконала команда з Університету штату Вашингтон, а результати опублікували в науковому журналі Nanoscale. У проєкті об’єднали зусилля фахівці з механіки та матеріалознавства, а також вірусологи. Разом вони зосередилися на герпесвірусах — поширеній групі вірусів, вакцини проти яких досі залишаються серйозним викликом для науки.
Як віруси «відмикають» клітини
Щоб заразити клітину, віруси використовують спеціальний злиттєвий білок. Саме він дозволяє вірусу прикріпитися до клітинної мембрани та буквально злитися з нею, відкривши шлях усередину. Цей білок дуже складний і може змінювати форму, тому вчені досі не до кінця розуміють, які саме його частини є вирішальними для зараження.
«Процес проникнення вірусу надзвичайно складний і включає безліч взаємодій, — пояснює керівник дослідження професор Цзінь Лю. — Але далеко не всі вони однаково важливі. Більшість — це, умовно кажучи, фоновий шум. Наше завдання — знайти ті кілька ключових моментів, без яких механізм не працює».
Штучний інтелект проти тисяч варіантів
Щоб не витрачати роки на лабораторні експерименти методом спроб і помилок, команда залучила штучний інтелект і комп’ютерне моделювання. Алгоритми проаналізували тисячі можливих взаємодій між амінокислотами — «цеглинками», з яких складається вірусний білок.
Машинне навчання допомогло відсіяти другорядні елементи та виділити одну конкретну амінокислоту, яка відіграє центральну роль у проникненні вірусу в клітину.
Один збій — і вірус безсилий
Коли в лабораторії дослідники змінили саме цю амінокислоту, результат виявився разючим: вірус утратив здатність зливатися з клітиною. Фактично інфекція зупинялася ще на старті — до того, як вірус встигав завдати шкоди.
За словами науковців, без попередніх обчислень пошук такої «кнопки вимкнення» міг би тривати роками. Натомість поєднання комп’ютерних моделей і експериментів значно прискорило відкриття.
Що це означає для майбутніх ліків
Попри успіх, дослідники наголошують: це лише перший крок. Поки що не до кінця зрозуміло, як зміна однієї амінокислоти впливає на структуру всього білка та його поведінку на більших масштабах. Саме над цим команда планує працювати далі, знову залучаючи симуляції та машинне навчання.
У перспективі це відкриття може лягти в основу нових противірусних препаратів, які не просто боротимуться з наслідками інфекції, а блокуватимуть вірус ще до того, як він потрапить у клітину. Для медицини це означає шанс отримати більш точні та ефективні методи захисту від вірусних захворювань.