AI助力“纳米笼”设计,革新基因治疗载体
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”,成功模拟病毒结构并提升基因治疗载体能力,为未来医疗应用奠定基础。
韩国浦项科技大学的研究团队在人工智能(AI)技术的助力下,设计出一种名为“纳米笼”的创新结构,该结构成功模拟了病毒的复杂形态,并具有递送治疗基因的能力,有望成为医疗领域的新平台。这项突破性的研究不仅揭示了AI在生物医学领域的巨大潜力,还特别是在改善基因治疗载体方面展示了其重要作用。相关研究成果已在《自然》杂志的最新一期上发表。
病毒具备一种独特结构,能将遗传物质包裹在球形的蛋白质外壳内,借此复制并侵入宿主细胞,进而引发疾病。科学家受此启发,尝试模仿病毒的行为,设计出了人造蛋白质“纳米笼”,旨在将治疗基因递送到特定的细胞中。然而,现有的“纳米笼”技术存在局限性,如尺寸小导致携带遗传物质有限,且结构简单,无法完全复制天然病毒蛋白的多功能性。
为了克服这些挑战,研究团队引入了AI驱动的设计方法。他们不仅成功捕捉到了病毒共有的对称性特征,还重现了病毒中那些精细的不对称特征。这一创新使得团队首次成功设计出四面体、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-蛋白质界面的复杂系统。
特别值得关注的是,其中一种直径为75纳米的二十面体“纳米笼”,其装载遗传物质的能力是传统基因传递载体的三倍。这一特性预示着在基因治疗领域,这一创新技术可能会带来显著的进展。
为了验证“纳米笼”的效果,研究团队使用了电子显微镜对其结构进行了检查,并进行了功能测试。结果显示,“纳米笼”不仅按照预期构建了精确的对称结构,还高效地将治疗有效载荷递送到了目标细胞中。这一研究成果为未来医疗应用奠定了坚实的基础,同时也为开发更先进、更有效的治疗方法开辟了新的道路。
(文章来源:科技日报,有删改以适应财经视角)
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