«Сухая» биология

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Белки — это молекулярные машины, отточенные эволюцией на протяжении сотен миллионов и даже миллиардов лет. Мы пока не способны воспроизвести этот длинный путь естественной эволюции, но уже активно учимся направлено конструировать белки под конкретные задачи. И помогают нам в этом большие массивы данных и искусственный интеллект (ИИ). Сначала он научился предсказывать трехмерную структуру природных белков, а теперь на очереди — дизайн: создание новых функций и уверенная оптимизация уже существующих. В статье разбираем, как генеративные модели придумывают форму будущего белка, подбирают к ней аминокислотную последовательность и как вместе с лабораторными экспериментами проверяется, что такой белок действительно работает.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Пока одни микробы защищают наш организм, другие (в частности, Clostridioides difficile) ждут удобного момента, чтобы завладеть территорией. Стоит неблагоприятным факторам нарушить баланс микробного мира (например, вы приняли антибиотик) — и враг пробуждается. Но что, если бактерии-защитники могут подавлять рост нарушителей спокойствия просто уничтожая их продовольственные запасы? Представьте себе невидимую войну в глубинах кишечника, где победа определяется не мощностью оружия, а — внезапно — скоростью поедания, и отнюдь не друг друга, а обычных продуктов питания самих бактерий! Мы построили биоинформатический конвейер, который по геномам предсказывает, какие микробы способны лишать C. difficile жизненно важных аминокислот и тем самым не позволять ей эффективно колонизировать кишечник. Этот подход открывает путь к выявлению наиболее перспективных микробных защитников — потенциальных пробиотических микроорганизмов.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Если я скажу, что бактерии между собой разговаривают, возможно, вы мне не поверите. Но на самом деле у них есть целый процесс «переговоров», называемый кворум-сенсингом или чувством кворума. Этот процесс позволяет им работать вместе и таким образом еще сильнее атаковать организм. В этом исследовании представлен стратегический план действий по прерыванию переговоров между бактериями Stenotrophomonas maltophilia, используя биоинформатику. Эти бактерии общаются с помощью особой молекулы — диффузионного сигнального фактора (DSF), регулируемого белком RpfB. Вот этот белок мы и попробуем вывести из строя, собрав свою команду молекул, которые могут тормозить его действие.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В последние несколько лет искусственный интеллект все прочнее входит в наши жизни. Первая способная рассуждать программа была написана в 1956 году, она могла доказывать теоремы символической логики из «Математических принципов» Уайтхеда и Рассела. Сейчас же системы ИИ применяются, кажется, везде, от рутинной автоматизации офисных процессов до цифрового искусства и построения виртуальных миров. По-настоящему потенциал искусственного интеллекта можно раскрыть в одной из самых непростых сфер — в медицине, ведь несмотря на колоссальный прогресс в последние десятилетия диагностика многих заболеваний по-прежнему остается серьезным вызовом для ученых и врачей. Одна из актуальных на сегодняшний день задач — лечение нейродегенеративных заболеваний, в частности, болезни Альцгеймера. Может ли ИИ помочь преодолеть трудности в диагностике этой болезни? Какие технологии изобретены и применяются уже сегодня? Об этом и поговорим.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В данной статье автор рассмотрел ДНК-компьютер как альтернативу современным компьютерам в решении задач хранения данных и сложным вычислений, принципы практической реализации, преимущества и недостатки этой технологии, а также перспективы ее дальнейшего развития. Представьте мир будущего. Вся библиотека данных человечества помещается в крошечном контейнере. За считанные секунды люди моделируют сложнейшие биологические процессы и прогнозируют климатические изменения. Из этой статьи вы узнаете, как ДНК-компьютер может стать альтернативой традиционным компьютерам для хранения данных и выполнения сложных вычислений. Мы рассмотрим основы работы этой технологии, ее практическую реализацию, основные преимущества и ограничения, а также оценим перспективы ее дальнейшего развития и потенциального применения в будущем.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Стремительное распространение нейросетей в наши дни привело к более углубленному изучению альтернативных полностью цифровым компьютерам моделей. На определенном типе задач человеческий мозг обладает на порядок большей вычислительной производительностью, чем кристаллический процессор. Это и послужило вдохновением для создания системы, базированной на живых нейронах и способной к машинному обучению. Названная органоидом, она контактирует с кремниевым чипом для связи с внешней средой. За счет своей структуры разработка может оказаться эффективнее цифровых компьютеров и стать ведущей в области нейросетей.