AIから人類への贈り物、既知のほぼすべてのタンパク質の立体構造を公開　ディープマインド

2022年8月4日（木）16時45分

松岡由希子

「これは人類への授かり物であり、人工知能が社会にもたらす恩恵を表すものだ」　credit: DeepMind

＜人工知能開発企業ディープマインドは、2億種以上のタンパク質の立体構造の予測に成功したことを明らかにした......＞

アルファベット傘下の人工知能（AI）開発企業ディープマインド（DeepMind）は、2022年7月28日、1次元のアミノ酸配列からタンパク質の構造を予測する独自の人工知能システム「アルファフォールド（AlphaFold）」を用いて、2億種以上のタンパク質の立体構造の予測に成功したことを明らかにした。動物、植物、細菌など、既知のほぼすべてのタンパク質が網羅されている。

タンパク質はすべての生物のあらゆる生物学的プロセスを支えている。タンパク質の形状はその機能と密接に関連しているため、タンパク質の構造を知ることで、その機能や仕組みをより深く理解できる。

従来、タンパク質の立体構造は、X線結晶構造解析（XRC）や電子顕微鏡法といった高価で時間のかかる実験的手法を用いて決定されてきた。これまでに実験的手法によって立体構造が決定されたタンパク質は19万種程度にとどまっている。

公開されたデータベースに世界190カ国50万人以上の研究者がアクセス

ディープマインドは2016年から人工知能を活用したタンパク質の構造予測に取り組んできた。2020年1月15日にディープラーニング（深層学習）を用いたタンパク質の構造予測の手法を学術雑誌「ネイチャー」で発表したのに続き、2021年7月15日には、「アルファフォールド」の詳細な手法をまとめた研究論文とともに、ソースコードをオープンソース化した。

実験データ（緑）と AlphaFold によるタンパク質構造予測（青）の例。credit: DeepMind

さらに、欧州分子生物学研究所（EMBL）の欧州バイオインフォマティクス研究所（EBI）と提携し、「アルファフォールド」が予測したタンパク質の立体構造を集めた「アルファフォールド・プロテインストラクチャー・データベース」を構築。2021年7月22日、ヒトプロテームのタンパク質全2万種を含む35万種以上のタンパク質の立体構造を公開した。

この専用データベースにはこれまでに世界190カ国50万人以上の研究者がアクセスし、マラリアワクチンの開発や昆虫免疫に重要なミツバチのタンパク質「ビテロジェニン」の構造解明、プラスチックの再生など、様々な研究で活用されている。