Исследователи Apple представили ИИ-модель SimpleDesign для проектирования белков
Модель одновременно генерирует аминокислотные последовательности и трёхмерные структуры белков, обходясь без промежуточного этапа токенизации структур. Её результаты пока оценивали только вычислительными методами, без лабораторной проверки.
Исследователи Apple описали SimpleDesign — модель машинного обучения для совместного проектирования аминокислотной последовательности белка и его трёхмерной структуры. Работа развивает подход к более простым универсальным архитектурам, ранее использованный исследователями Apple в SimpleFold для предсказания структуры белков.
Авторы отказались от распространённой многоэтапной схемы обучения. В таких системах сначала отдельная модель преобразует структуры белков в скрытые или дискретные представления, а затем генеративная модель обучается работать уже с ними. SimpleDesign, согласно описанию исследования, обучается напрямую на парах из аминокислотных последовательностей и трёхмерных координат.
Для обучения использовали более 2 млн пар последовательностей и структур, преимущественно из набора AFESM. Во время обучения модель получала частично искажённые данные: в последовательностях скрывали аминокислоты, а в структуру добавляли шум. В зависимости от степени искажения каждой части модель училась восстанавливать структуру по последовательности, подбирать последовательность для заданной структуры или решать обе задачи одновременно.
В вычислительных тестах SimpleDesign показала конкурентные результаты в задачах совместного проектирования белков, генерации структур и генерации последовательностей. Исследователи также сообщили, что модель создаёт правдоподобные структуры, а сгенерированные ею последовательности в целом не уступают либо превосходят результаты большинства сопоставимых мультимодальных моделей.
При этом практическая применимость результатов ещё не подтверждена. Созданные моделью белки не проходили экспериментальную проверку: авторы не тестировали, сворачиваются ли они в реальных условиях, выполняют ли нужные функции и безопасно ли ведут себя в биологических системах.