Нобелевский комитет захвачен искусственным интеллектом
Две естественно-научные премии вручены за достижения в области ИИ и одна — за результаты, полученные с помощью умного софта
Главным героем Нобелевской недели — 2024 стал искусственный интеллект. Все три премии в области естественных наук вручены за достижения, прямо или косвенно связанные с компьютерным «разумом». С помощью новейших технологий ученые ищут ключ к победе над раком, пытаются создать совершенную нейросеть, которая будет служить человечеству, и разрабатывают инструмент для прогнозирования структуры белков.
Выключить гены
Награду по физиологии или медицине получили американцы Виктор Амброс и Гэри Равкан за открытие класса неизвестных ранее молекул — микроРНК, которые помогают регулировать активность генов в наших клетках. Ученые доказали, что эти крошечные частицы, которые они впервые обнаружили у круглых червей, выполняют множество функций в сложных организмах. Предполагается, что они ответственны за эволюционные скачки, в частности за увеличение мозга у людей, и связаны с развитием ряда заболеваний, в том числе рака, статистика выявления которого растет пропорционально показателям увеличения средней продолжительности жизни.
К настоящему времени хорошо изучена роль микроРНК в клетке: они препятствуют синтезу ненужного белка, тем самым ингибируя нежелательные функции этих систем. Одна такая молекула может регулировать экспрессию сотен клеток, и наоборот, одна клетка может контролироваться несколькими микроРНК. Доказано, что нарушения в работе подобной молекулы способны запустить целый каскад сбоев в цепочке микроРНК, а это, в свою очередь, повлияет на течение биологических процессов в клетках. Итогом всех описанных изменений может стать опухоль. Так микроРНК из регулятора клеточного цикла превращается в диверсанта.
Считается, что на основе полученных данных ученым станет легче находить новые биомаркеры конкретных опухолей и определять мишени для онкотерапии.
«Можно разрабатывать лекарства, нацеленные на конкретные онкоассоциированные микроРНК или на белки, которые помогают в созревании молекул этой структуры. В раковых клетках порой сломаны механизмы РНК-интерференции, и можно бить по этой системе, чтобы сделать их чувствительными к терапии или вызвать гибель. Но эффективность подобного подхода зависит от возможности доставки таких ингибиторов до опухолевых клеток, и пока это не реализовано», — поясняет научный сотрудник Института биологии гена РАН Виктор Чмыхало.
За 30 лет РНК-интерференция превратилась в рутинный метод исследования: с помощью специального софта ученые в биолабораториях подбирают последовательности микроРНК для выключения конкретного гена в организме, будь то культура клеток, червь, муха, мышь, дрожжи или рис. Потом найденные последовательности синтезируют и полученные молекулы используют в экспериментах.
По словам Виктора Чмыхало, в 2021 году было известно более чем о 25 препаратах на основе технологии РНК-интерференции, которые находились в разных фазах клинических испытаний, большинство из них проходят оценку эффективности и безопасности. Новые соединения должны помочь в лечении рака молочной железы, легких, прямой кишки, яичников, желудка, почек, мочевого пузыря. Проводятся также исследования по терапии вирусных заболеваний и спинальной мышечной атрофии с помощью микроРНК.
Есть надежда и на то, что понимание механизмов регуляции активности генов позволит найти способ «ремонтировать» людей до возникновения проблем в организме, а это прямой путь к здоровому долголетию.