pobeda202@gmail.com 0,0

На фоне конкуренции между Microsoft, Google, Meta, Amazon и другими техногигантами за звание обладателя лучшего чат-бота, достижения аналогичных моделей в биохимии и структурной биологии остаются слегка за кадром. А успехи есть, и еще какие! В этой статье спецпроекта «Искусственный интеллект в биологии» «Биомолекула» постарается исправить несправедливость и расскажет, как работают «большие языковые модели» на последовательностях биомолекул и к чему их можно применить в биологии. Мы также обсудим аналогии между биополимерами и привычными нам текстами, которые позволяют применять языковые модели к белкам и ДНК. Не забудем поговорить и про нашумевший AlphaFold — причем будем его не только хвалить! Ну и как всегда, поделимся кейсами, которые уже меняют структурную и другие области биологии.

Интерес врачей и ученых к применению бактериофагов в лечении бактериальных инфекций продолжает расти во всем мире. Во многом это продиктовано нарастающей проблемой антибиотикорезистентности. У фагопрепаратов есть преимущества, но с их внедрением в клиническую практику возникает немало сложностей. Например, трудно совместить современные требования к клиническим исследованиям и регистрации лекарственных препаратов с необходимостью создавать для пациентов с инфекциями, вызванными разными видами и штаммами микроорганизмов, персонализированные коктейли из фагов. Эксперты ищут пути решения этой проблемы. Перспективный подход продемонстрировали исследователи из Федерального научно-клинического центра реаниматологии и реабилитологии (ФНКЦ РР) и НПЦ «Микромир». В своей работе, опубликованной 14 декабря 2023 года в журнале Antibiotics, они подбирали комбинации бактериофагов не индивидуально для каждого пациента, а с учетом бактерий, циркулирующих в отделении интенсивной терапии.

Хотя злокачественные опухоли известны человечеству, вероятно, с самого момента появления нашего вида, природа этой группы заболеваний стала понятна только во второй половине 20-го века, когда на стыке онкологии и молекулярной биологии возникла новая область знания — молекулярная онкология. В вводной статье нашего спецпроекта «Онкология» мы рассмотрим основные этапы развития этой науки и дадим краткое описание ключевых признаков рака (hallmarks of cancer), которые отличают злокачественные опухоли от здоровых тканей на молекулярном и клеточном уровне и объясняют основные симптомы рака: способность к безудержному росту, устойчивость к лечению и высокую вероятность рецидива удаленной опухоли, а также распространение по организму (метастазирование).

Мозг — это орган, который сильнее всего отличает человека от остальных животных. Можно сказать, что человек как вид занимает «когнитивную нишу»: мы достигли впечатляющих (для млекопитающих таких размеров) численности и ареала обитания благодаря своему интеллекту — продукту работы развитого и сложно устроенного мозга. Важная роль мозга для человека означает высокую «цену поломки», и болезни мозга — нарушения развития, психические расстройства, нейродегенеративные и инфекционные заболевания, инсульты и опухоли — становятся огромной проблемой для медицины. Центральная нервная система — важнейший интерфейс для взаимодействия организма с окружающим миром, и даже небольшие изменения в ее работе могут существенно повлиять на приспособленность организма. В рамках нового спецпроекта «Нейрофармакология», прежде чем углубляться в сложности разработки методов терапии для заболеваний мозга, мы предлагаем читателям кратко познакомиться с анатомией и физиологией центральной нервной системы.

В продолжении цикла по мультиомиксным технологиям мы выясним, есть ли в фундаменте наук о жизни место для еще нескольких кирпичиков, и как системной биологии, замешанной на мультиомиксных данных, удается разложить по полочкам сложные процессы, казавшиеся ученым неуловимыми. На одном краю временной шкалы такой подход позволяет проследить работу генов живого организма практически в реальном времени, а на другом — приподнимает завесу тайны над извилистыми тропами эволюции. Как развивается мозг рыбки данио от икринки до эмбриона? Зачем микробы меняют наш геном? Когда можно ждать лекарство от старости и как оценить свой биологический возраст? Постараемся ответить на эти вопросы!