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Alphafold 3:すべての生命分子の構造と相互作用を予測します

Alphafold 3:すべての生命分子の構造と相互作用を予測します

2025年4月10日
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Alphafold 3:すべての生命分子の構造と相互作用を予測します

すべての植物、動物、そして人間の細胞の中には、分子機械が活発に動く世界があります。これらの機械は、タンパク質、DNA、そして他の分子で構成されており、単独で機能するわけではありません。無数の組み合わせにわたるそれらの相互作用を理解することで、初めて生命のプロセスの本質を真に把握することができます。

最近、*Nature* に掲載された論文で、AlphaFold 3 を発表しました。これは、生命のすべての分子の構造と相互作用を前例のない精度で予測する画期的なモデルです。タンパク質が他の分子タイプとどのように相互作用するかについて、AlphaFold 3 は既存の方法に比べて少なくとも50%の改善を提供します。特定の重要な相互作用では、予測の精度を2倍にすることさえできました。

私たちは、AlphaFold 3 が生物学の理解を革新し、薬物発見を加速する可能性に興奮しています。科学者は、新たに開始した AlphaFold Server を通じて、そのほとんどの機能を無料で利用できる、使いやすい研究ツールです。Isomorphic Labs はすでに製薬企業と提携し、AlphaFold 3 を実際の薬物設計の課題に適用し、命を救う可能性のある新しい治療法の開発を目指しています。

AlphaFold 3 は、2020年にタンパク質構造予測を変革した AlphaFold 2 の成功を基に構築されています。それ以来、世界中の数百万の研究者が AlphaFold 2 を使って、マラリアワクチン、がん治療、酵素設計などの分野でブレークスルーを達成してきました。AlphaFold は2万回以上引用され、Breakthrough Prize in Life Sciences を含む数多くの賞を受賞しています。AlphaFold 3 では、タンパク質を超えて幅広い生体分子に焦点を広げ、持続可能な材料や耐性のある作物の開発、薬物設計やゲノミクス研究の加速など、さらに画期的な科学の可能性を開いています。

7PNM - 一般的な風邪ウイルスのスパイクタンパク質(コロナウイルス OC43):AlphaFold 3 が予測した風邪ウイルスのスパイクタンパク質(青)の構造が、抗体(ターコイズ)や単純な糖(黄色)と相互作用する様子は、実際の構造(灰色)と正確に一致します。このアニメーションは、タンパク質が抗体と、次に糖と相互作用する様子を示しています。このような免疫系のプロセスの知識を進めることは、COVID-19 を含むコロナウイルスの理解を深め、改善された治療法の可能性を高めます。

AlphaFold 3 が生命の分子を明らかにする方法 ----------------------------------------

与えられた分子のリストに対して、AlphaFold 3 はそれらがどのように組み合わさるかを示す共同の3D構造を生成します。タンパク質、DNA、RNA などの大きな生体分子や、多くの薬を含む小さな分子(リガンド)をモデル化できます。さらに、AlphaFold 3 はこれらの分子の化学的修飾を予測でき、これは細胞の健全な機能に不可欠であり、障害されると病気を引き起こす可能性があります。

AlphaFold 3 の能力は、進化したアーキテクチャとトレーニングに由来し、生命のすべての分子を網羅しています。その核心には、AlphaFold 2 の成功を支えた深層学習アーキテクチャである Evoformer モジュールの改良版があります。入力を処理した後、AlphaFold 3 は、AI画像生成器に似た拡散ネットワークを使用して予測を組み立てます。このプロセスは、原子の雲から始まり、徐々に最も正確な分子構造に洗練されます。

AlphaFold 3 の分子相互作用の予測は、既存のどのシステムよりも正確です。分子複合体全体を包括的に計算する単一のモデルとして、科学的洞察を統一する独自の立場にあります。

7R6R - DNA結合タンパク質:AlphaFold 3 が予測したタンパク質(青)がDNAの二重らせん(ピンク)に結合する分子複合体の構造は、綿密な実験で発見された実際の分子構造(灰色)とほぼ完全に一致します。

Isomorphic Labs での薬物発見の先導 -----------------------------------------

AlphaFold 3 は、リガンドや抗体など、薬物に一般的に使用される分子がタンパク質とどのように相互作用し、人間の健康や病気に影響を与えるかを予測することで、薬物設計の新たな可能性を開きます。

AlphaFold 3 は、薬物のような相互作用の予測で比類のない精度を達成し、タンパク質がリガンドと結合する方法や抗体が標的タンパク質と相互作用する方法を予測します。PoseBusters ベンチマークで、従来の最良の方法よりも50%正確であり、構造情報がなくても開始できます。これにより、AlphaFold 3 は生体分子構造予測において物理ベースのツールを上回る最初の AI システムとなります。抗体-タンパク質結合の理解は、人間の免疫応答に関する洞察や、医学でますます重要になっている新しい抗体の設計に不可欠です。

Isomorphic Labs は、AlphaFold 3 と他の社内 AI モデルを活用して、内部プロジェクトおよび製薬パートナーとのコラボレーションで薬物設計を強化しています。このアプローチは、新しい疾患ターゲットに取り組み、従来は達成できなかった既存のターゲットに対する革新的な方法を見つけるのに役立ちます。

AlphaFold Server:無料で使いやすい研究ツール ------------------------------------------------------ 8AW3 - RNA修飾タンパク質:AlphaFold 3 が予測したタンパク質(青)、RNAの鎖(紫)、および2つのイオン(黄色)を含む分子複合体の構造は、実際の構造(灰色)と密接に一致します。この複合体は、他のタンパク質の生成に関与しており、これは生命と健康の基本的な細胞プロセスです。

Google DeepMind が新たに開始した AlphaFold Server は、細胞内でタンパク質が他の分子とどのように相互作用するかを予測する世界で最も正確なツールです。これは、非営利研究のために世界中の科学者が無料で利用できるプラットフォームです。数回のクリックで、生物学者は AlphaFold 3 を使って、タンパク質、DNA、RNA、および選択されたリガンド、イオン、化学的修飾で構成される構造をモデル化できます。

AlphaFold Server は、科学者がラボでテストする新しい仮説を生成するのを助け、研究を加速し、革新を促進します。私たちのプラットフォームは、計算リソースへのアクセスや機械学習の専門知識に関係なく、研究者が予測を簡単に作成できるようにします。

実験的なタンパク質構造予測には、博士号取得ほどの時間と莫大な費用がかかることがあります。私たちの以前のモデルである AlphaFold 2 は、数億の構造を予測するために使用されており、現在の実験的構造生物学のペースでは、数億の研究者年がかかる作業です。

AlphaFold 3 の力を責任を持って共有する --------------------------------------------

各 AlphaFold のリリースごとに、私たちは技術の広範な影響を理解しようとし、研究および安全コミュニティと協力してきました。私たちは科学主導のアプローチを取り、潜在的なリスクを最小限に抑えつつ、生物学と人類のための利益を最大化するために徹底的な評価を行ってきました。

AlphaFold 2 での協議を基に、50人以上のドメイン専門家や、バイオセキュリティ、研究、産業の専門第三者と協力し、AlphaFold モデルの能力と潜在的リスクを評価しました。また、AlphaFold 3 の開始前に、コミュニティ全体のフォーラムやディスカッションに参加しました。

AlphaFold Server は、2億のタンパク質構造の無料データベースを含む、AlphaFold の利益を共有するという私たちのコミットメントを反映しています。私たちは、EMBL-EBI と共同で無料の AlphaFold 教育オンラインコースを拡大し、グローバルサウスの組織と提携して、科学者が特に顧みられない疾患や食糧安全保障などの資金不足の分野で採用と研究を加速するためのツールを提供します。私たちは、科学的コミュニティや政策立案者と協力して、AI 技術を責任を持って開発し展開し続けます。

AI駆動の細胞生物学の未来を開く ------------------------------------------------ 7BBV - 酵素:AlphaFold 3 が予測した酵素タンパク質(青)、イオン(黄色の球)、および単純な糖(黄色)を含む分子複合体の構造と、実際の構造(灰色)。この酵素は、幅広い植物にダメージを与える土壌由来の真菌(Verticillium dahliae)に見られます。この酵素が植物細胞とどのように相互作用するかの洞察は、より健康的で耐性のある作物の開発に役立つ可能性があります。

AlphaFold 3 は、生物学の世界を鮮明に捉えます。科学者は、構造、相互作用、修飾にわたる細胞システムをその複雑さのすべてで見ることができます。生命の分子に対するこの新しい視点は、それらの相互接続性を明らかにし、薬の作用、ホルモンの生成、DNA修復が私たちの健康を保つ方法など、生物学的機能にどのように影響するかを理解するのに役立ちます。

AlphaFold 3 と私たちの無料 AlphaFold Server の影響は、生物学の未解決の質問や新しい研究分野で科学者が発見を加速する方法に見られます。私たちは AlphaFold 3 の可能性を探り始めたばかりで、未来が何をもたらすかに興奮しています。

2024年11月11日更新:2024年11月時点で、研究を進めるために学術利用向けに AlphaFold 3 モデルコードとウェイトをリリースしました。AlphaFold ツールの詳細をご覧ください。

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コメント (37)
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BenBrown
BenBrown 2025年7月28日 10:19:30 JST

Mind-blowing how AlphaFold 3 maps out life's molecular dance! 🧬 Curious if this could speed up drug discovery or just make scientists' heads spin with data overload. What's next, predicting my coffee's molecular vibe? 😄

WillPerez
WillPerez 2025年7月28日 10:19:05 JST

AlphaFold 3 is mind-blowing! Predicting every molecule's structure feels like unlocking the universe’s blueprint. Can’t wait to see how this reshapes drug discovery! 😮

ScottPerez
ScottPerez 2025年4月21日 10:43:42 JST

AlphaFold 3 es alucinante! Es como tener un microscopio para el mundo molecular. Me ayuda muchísimo en mis proyectos de biología. Ojalá fuera un poco más rápido, pero aún así, ¡herramienta increíble! 🔬🌿

GaryGonzalez
GaryGonzalez 2025年4月21日 4:26:40 JST

AlphaFold 3は驚異的です!生命分子の構造と相互作用を予測するなんて素晴らしいですね。でも、複雑すぎて半分も理解できません。とはいえ、生物学にとっては革命的です。これがどう進化するか楽しみです!🧬

FredWhite
FredWhite 2025年4月20日 18:01:38 JST

AlphaFold 3 is mind-blowing! It's amazing how it predicts the structures and interactions of life molecules. But it's so complex, I barely understand half of it. Still, it's a game-changer for biology. Can't wait to see how it evolves! 🧬

GregoryAdams
GregoryAdams 2025年4月20日 8:20:34 JST

AlphaFold 3 정말 대단해! 분자 상호작용을 깊이 이해할 수 있어서 생물학 연구에 큰 도움이 돼. 다만 너무 복잡해서 가끔 헷갈릴 때가 있어. 좀 더 쉽게 설명해주면 좋겠어! 🤯🔬

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