人工知能で酵素を自動設計 〜 様々な機能性タンパク質開発の加速に期待 〜

人工知能で酵素を自動設計〜様々な機能性タンパク質開発の加速に期待〜

2021年12月 2日 11:00 | プレスリリース・研究成果

【本学研究者情報】

〇工学研究科　バイオ工学専攻　教授　梅津光央
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

タンパク質の機能設計を人工知能によって効率化する手法を開発
少数の実験データを人工知能に学習させることで、タンパク質の改変に対する機能変化を視覚化
本手法により酵素タンパク質の機能が5倍向上

【概要】

バイオ産業の研究開発では、酵素や抗体などの機能性タンパク質を改変し、その機能を向上したいというニーズが広く存在します。しかし、多数の変異体タンパク質を調製し、その中から目的の機能を有するタンパク質を実験によって探し出すという作業には、大きな費用と時間を要します。

東北大学大学院工学研究科の梅津光央教授、産業技術総合研究所人工知能研究センターの齋藤裕主任研究員、亀田倫史主任研究員、理化学研究所革新知能統合研究センターの津田宏治チームリーダーらの研究グループは、同グループの先行研究で開発した人工知能と実験を組み合わせる手法を酵素タンパク質の機能改変に適用し、目的とする機能性タンパク質を従来の方法よりも少ない実験で効率よく得ることに成功しました。この実験で得られたペプチド転移酵素は、触媒機能が5倍向上しました。

本手法は、酵素や抗体などの医療・食品・環境で役立つ様々な機能性タンパク質の開発を加速することが期待されます。

この研究成果は、2021年11月19日付（アメリカ時間）で「ACS Catalysis（オンライン版）」に掲載されました。また、本研究の一部は、戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「スマートバイオ産業・農業基盤技術」（管理法人：生研支援センター）によって実施されました。