Lea sobre cómo resolver el plegamiento de proteínas en deepmind.com/AlphaFold y vea una cronología de nuestro avance aquí.

Ha pasado un año desde que lanzamos y abrimos el código fuente. AlfaFoldnuestro sistema de inteligencia artificial para predecir la estructura 3D de una proteína solo a partir de su secuencia de aminoácidos 1D, y creó el Base de datos de estructura de proteínas AlphaFold (AlphaFold DB) para compartir libremente este conocimiento científico con el mundo. Las proteínas son los componentes básicos de la vida y sustentan todos los procesos biológicos de todos los seres vivos. Y, debido a que la forma de una proteína está estrechamente relacionada con su función, conocer la estructura de una proteína permite comprender mejor lo que hace y cómo funciona. Esperábamos que este recurso innovador ayudara a acelerar la investigación y los descubrimientos científicos a nivel mundial, y que otros equipos pudieran aprender y aprovechar los avances que logramos con AlphaFold para crear más avances. Esa esperanza se ha convertido en realidad mucho más rápido de lo que nos atrevíamos a soñar. Apenas doce meses después, más de medio millón de investigadores han accedido a AlphaFold y lo han utilizado para acelerar el progreso en importantes problemas del mundo real que van desde contaminación plástica a Resistencia antibiótica.

Hoy, estoy increíblemente emocionado de compartir la siguiente etapa de este viaje. En asociación con el EMBL Instituto Europeo de Bioinformática (EMBL-EBI)ahora estamos publicando estructuras predichas para casi todas las proteínas catalogadas conocidas por la ciencia, lo que ampliará la Base de datos AlphaFold en más de 200x – de casi 1 millón de estructuras a más de 200 millones de estructuras – con el potencial de aumentar drásticamente nuestra comprensión de la biología.

Esta actualización incluye estructuras previstas para plantas, bacterias, animales y otros organismos, lo que abre muchas oportunidades nuevas para que los investigadores utilicen AlphaFold para avanzar en su trabajo sobre cuestiones importantes, como la sostenibilidad, la inseguridad alimentaria y las enfermedades desatendidas.

La actualización de hoy significa que la mayoría de las páginas de la base de datos principal de proteínas UniProt vendrá con una estructura prevista. Los más de 200 millones de estructuras también estarán disponibles para descarga masiva a través de Conjuntos de datos públicos de Google Cloudlo que hace que AlphaFold sea aún más accesible para los científicos de todo el mundo.

El impacto de AlphaFold hasta ahora

Doce meses después del lanzamiento inicial de AlphaFold, ha sido increíble reflexionar sobre el increíble impacto que ya ha tenido AlphaFold y nuestro largo viaje para alcanzar el hito de hoy.

Para nuestro equipo, el éxito de AlphaFold fue especialmente gratificante, porque era el sistema de IA más complejo que jamás habíamos construido y requería múltiples innovaciones críticas, y porque ha tenido el impacto posterior más significativo. Al demostrar que la IA podía predecir con precisión la forma de una proteína con precisión atómica, a escala y en minutos, AlphaFold no solo proporcionó una solución a un gran desafío de 50 años, sino que también se convirtió en el primer gran punto de prueba de nuestra tesis fundacional: que la inteligencia artificial puede acelerar drásticamente los descubrimientos científicos y, a su vez, hacer avanzar a la humanidad.

Abrimos el código de AlphaFold y publicamos dos artículos detallados en Nature [1, 2], que ya han sido citados más de 4000 veces. Nosotros colaboró ​​estrechamente con el líder mundial EMBL-EBI para diseñar una herramienta que ayudaría mejor a los biólogos a acceder y utilizar AlphaFold, y juntos lanzaron AlphaFold DB, una base de datos con capacidad de búsqueda abierta y gratuita para todos. Antes de lanzar AlphaFold, de acuerdo con nuestro cuidadoso enfoque hacia pionero responsablementebuscamos la opinión de más de 30 expertos en investigación biológica, seguridad, ética y protección para ayudarnos a comprender cómo compartir los beneficios de AlphaFold con el mundo, de una manera que maximizara los beneficios potenciales y minimizara los riesgos potenciales.

Hasta la fecha, más de 500.000 investigadores de 190 países han accedido a AlphaFold DB para ver más de 2 millones de estructuras. Nuestras estructuras disponibles gratuitamente también se han integrado en otros conjuntos de datos públicos, como Ensembl, UniProt y OpenTargets, donde millones de usuarios acceden a ellas como parte de sus flujos de trabajo diarios.

Nos ha sorprendido el ritmo al que AlphaFold ya se ha convertido en una herramienta esencial para cientos de miles de científicos en laboratorios y universidades de todo el mundo para ayudarlos en su importante trabajo. En cuanto a nuestro propio trabajo con AlphaFold, priorizamos las aplicaciones que consideramos que tendrían el beneficio social más positivo, centrándonos en iniciativas que históricamente no habían recibido financiación suficiente o habían sido pasadas por alto. Por ejemplo, nos asociamos con el Iniciativa Medicamentos para Enfermedades Desatendidas (DNDi) para ayudar a avanzar en su investigación, acercándolos a encontrar curas que salven vidas para enfermedades como leishmaniasis y la enfermedad de Chagas que afectan desproporcionadamente a las personas en las zonas más pobres del mundo. También apoyamos Día Mundial de las Enfermedades Tropicales Desatendidas creando predicciones estructurales para organismos identificados por el Organización Mundial de la Salud como alta prioridad para su investigación, ayudando a avanzar en el estudio de enfermedades como Lepra y esquistosomiasisque devastan las vidas de más de mil millones de personas en todo el mundo.

Ha sido muy inspirador ver las innumerables formas en que la comunidad de investigación ha tomado AlphaFold, usándolo para todo, desde entender las enfermedadesa protegiendo a las abejas melíferasa descifrando acertijos biológicosa profundizando en los orígenes de la vida misma.

Otros ejemplos impresionantes, elegidos por miembros de nuestro equipo AlphaFold, incluyen:

Un rompecabezas biológico, elegido por Kathryn Tunyasuvunakool

En una reciente número especial de ciencia, varios grupos describieron cómo AlphaFold les ayudó a reconstruir el complejo de poros nucleares, uno de los rompecabezas más diabólicos de la biología. La estructura gigante consta de cientos de partes proteicas y controla todo lo que entra y sale del núcleo celular. Su delicada estructura finalmente fue revelada mediante el uso de métodos experimentales existentes para revelar su contorno y predicciones AlphaFold para completar e interpretar cualquier área que no estuviera clara. Esta poderosa combinación ahora se está convirtiendo en una rutina en los laboratorios, desbloqueando nueva ciencia y mostrando cómo las técnicas experimentales y computacionales pueden funcionar juntas.

Un nuevo mundo de la bioinformática, elegido por Richard Evans

Herramientas de búsqueda estructural como Búsqueda plegable y Dalí están permitiendo a los usuarios buscar muy rápidamente entradas similares a una proteína determinada. Este podría ser un primer paso hacia la extracción de grandes conjuntos de datos de secuencias de proteínas prácticamente útiles, como las que descomponen el plástico, y podría proporcionar pistas sobre la función de las proteínas. La actualización de la base de datos para incluir más de 200 millones de estructuras previstas amplificará aún más este impacto.

Impacto directo en la salud humana, elegido por John Jumper

AlphaFold ya está teniendo un impacto directo y significativo en la salud humana. Encuentro con investigadores del Sociedad Europea de Genética Humana reveló cuán importantes son las estructuras AlphaFold para los biólogos y médicos que intentan desentrañar las causas de enfermedades genéticas raras. Además, AlphaFold es acelerando el descubrimiento de fármacos proporcionando una mejor comprensión de las proteínas recientemente identificadas que podrían ser objetivos farmacológicos y ayudando a los científicos a encontrar más rápidamente medicamentos potenciales que se unan a ellas.

Solo el principio

AlphaFold ha lanzado la biología a una era de abundancia estructural, desbloqueando la exploración científica a velocidad digital. AlphaFold DB sirve como una «búsqueda en Google» de estructuras de proteínas, lo que proporciona a los investigadores acceso instantáneo a modelos predichos de las proteínas que están estudiando, lo que les permite centrar sus esfuerzos y acelerar el trabajo experimental. De luchando contra la enfermedad a desarrollando vacunas, AlphaFold ya ha permitido avances increíbles en algunos de nuestros mayores desafíos globales, y este es solo el comienzo del impacto que comenzaremos a ver en los próximos años. Nuestra esperanza es que esta base de datos ampliada ayude a muchos más científicos en su trabajo y abra vías completamente nuevas de exploración científica, como la metaproteómica.

En DeepMind, estamos trabajando arduamente para aprovechar todo este potencial con importantes inversiones en muchas áreas, incluida la asociación con nuestra nueva empresa hermana Alphabet. Laboratorios isomórficos reimaginar todo el proceso de descubrimiento de fármacos desde los primeros principios con un enfoque centrado en la IA; establecimiento de un laboratorio húmedo en el renombrado Instituto Francis Crick fortalecer la conexión entre la IA y las técnicas experimentales para avanzar en la comprensión de la biología, incluido el diseño de proteínas y la genómica; y ampliando nuestra IA para la ciencia equipo para acelerar el progreso en nuestra investigación de biología fundamental y aplicar la IA a otros desafíos científicos fascinantes e importantes, como ciencia del clima, química cuánticay fusión.

AlphaFold es un vistazo al futuro y a lo que podría ser posible con los métodos computacionales y de inteligencia artificial aplicados a la biología. En su nivel más fundamental, la biología puede considerarse como un sistema de procesamiento de información, aunque extraordinariamente complejo y emergente. Así como las matemáticas son el lenguaje de descripción perfecto para la física, creemos que la IA podría resultar ser la técnica adecuada para hacer frente a la complejidad dinámica de la biología. AlphaFold es una primera prueba importante de esto y una señal de mucho más por venir. Como pioneros en el campo emergente de la «biología digital», estamos entusiasmados de ver que el enorme potencial de la IA comienza a materializarse como una de las herramientas más útiles de la humanidad para avanzar en los descubrimientos científicos y comprender los mecanismos fundamentales de la vida.