AI設計“納米籠”模擬病毒複雜結構

科技日報北京12月30日電 （記者張夢然）韓國浦項科技大學研究團隊利用人工智能（AI）技術，設計出一種“納米籠”，成功模擬出病毒的複雜結構。它可遞送治療基因，進而成為一種醫療創新平台。這項研究展示了AI在生物醫學領域的巨大潛力，特別是在改善基因治療載體方面。該研究發表在最新一期《自然》雜誌上。

病毒具有特殊結構，可以將遺傳物質封裝在一個球形蛋白質外殼中，這使得它們能夠複製並侵入宿主細胞，進而引發疾病。受到這種結構的啓發，科學家試圖模仿病毒行為，設計出能夠遞送治療基因到特定細胞的人造蛋白質“納米籠”。

現有的“納米籠”存在一些問題，比如：由於尺寸小，其能攜帶的遺傳物質有限；其簡單的結構無法完全再現天然病毒蛋白的多功能性。

為了解決這些問題，研究團隊轉而使用AI驅動的設計方法。他們不僅捕捉到了大多數病毒所共有的對稱性，還重現了那些細微的不對稱特徵。

基於此，團隊首次成功設計出四面體、八面體和二十面體形狀的新型“納米籠”。這些納米結構由4種不同的人工蛋白質組成，形成一個包含6種獨特蛋白質-蛋白質界面的複雜架構。

特別值得一提的是，其中一種直徑達到75納米的二十面體結構，可比傳統基因傳遞載體多裝3倍的遺傳物質。這意味着，在基因治療領域，可能會取得顯著進展。

為了驗證效果，團隊使用電子顯微鏡檢查了“納米籠”的結構，並進行了功能測試。結果顯示，“納米籠”確實按照預期構建了精確的對稱結構，並且高效地將治療有效載荷遞送到目標細胞中。這一進展為未來醫療應用奠定了堅實的基礎，也為研發更先進、更高效的治療方法開闢了新途徑。

【總編輯圈點】

AI再次在生物醫學領域顯示出它的獨特價值。此次，科研人員利用人工智能分析病毒的細微特徵，成功設計出各種新型“納米籠”。其中，一種直徑達75納米的二十面體“納米籠”，一舉打破“納米籠”的尺寸限制，容納的遺傳物質量達到傳統載體的3倍。這種納米級的結構，可以將治療基因導入靶向細胞，從而治癒疾病。在感慨AI力量的同時，我們也更清楚地意識到，用好AI工具，能破除枷鎖，打開新局面。