AI助力“纳米笼”设计,基因治疗迎来新突破
AI导读:
韩国浦项科技大学研究团队利用AI技术设计出新型“纳米笼”,成功模拟病毒结构,实现治疗基因的高效递送,为基因治疗领域带来新突破。
韩国浦项科技大学的一支研究团队借助人工智能技术(AI),创造出一种创新的“纳米笼”结构,成功模拟出病毒的复杂构造。这种“纳米笼”不仅具备递送治疗基因的功能,更预示着一个全新的医疗创新平台的诞生。相关研究已在最新一期的《自然》杂志上发表,展示了AI在生物医学领域的无限潜能,特别是在改进基因治疗载体方面。
病毒依靠其独特的结构,能够将遗传物质包裹在一个球形的蛋白质外壳中,借此复制并侵入宿主细胞,从而引发疾病。受此启发,科学家们着手模仿病毒的行为,设计出一种人造蛋白质“纳米笼”,用以将治疗基因精确递送到特定的细胞。
然而,传统的“纳米笼”存在一些局限,如尺寸限制导致其携带的遗传物质有限,以及简单的结构无法全面复制天然病毒蛋白的多功能性。为了解决这些挑战,研究团队采用AI驱动的设计方法,不仅捕捉到了病毒普遍存在的对称性,还精确重现了那些微妙的不对称特征。
基于这种创新方法,团队首次设计出了四面体、八面体和二十面体等形状的新型“纳米笼”。这些纳米结构由四种不同的人工蛋白质构成,形成了一个包含六种独特蛋白质-蛋白质界面的复杂体系。尤其是直径达到75纳米的二十面体结构,其装载的遗传物质是传统基因传递载体的三倍,预示着基因治疗领域或将迎来突破性进展。
为了验证“纳米笼”的效果,研究团队进行了结构分析和功能测试。电子显微镜的检查结果显示,“纳米笼”按照预期构建了精确的对称结构,并且在功能测试中高效地将治疗有效载荷递送到目标细胞。这一研究成果为未来医疗应用奠定了坚实的基础,并为开发更先进、高效的基因治疗方法开辟了新的道路。
(文章来源:科技日报)
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