Google DeepMind เปิดตัว SynthID Bio ฝังลายน้ำดิจิทัลในโปรตีน

Google DeepMind เปิดตัว SynthID Bio ชุดวิธีการฝังลายน้ำดิจิทัลสำหรับงานชีววิทยาสังเคราะห์ จุดต่างสำคัญจากลายน้ำบนภาพหรือข้อความทั่วไปคือ สัญญาณนี้ไม่ได้อยู่แค่ในไฟล์ดิจิทัล แต่ติดไปกับโปรตีนที่สังเคราะห์ออกมาเป็นโมเลกุลจริงด้วย จากการทดสอบในห้องแล็บ โปรตีนที่ฝังลายน้ำยังคงทำงานได้เป็นปกติเหมือนโปรตีนธรรมชาติทุกประการ

วิธีการทำงานของระบบนี้คือการแทรกสัญญาณในจุดที่สังเกตไม่ได้โดยปรับตามชนิดข้อมูล หากเป็นลำดับโปรตีนจะชี้นำการเลือกกรดอะมิโนทีละตัว ส่วนโครงสร้างสามมิติจะขยับพิกัดอะตอมเล็กน้อย ทิ้งร่องรอยให้ตรวจสอบได้ภายหลังโดยไม่กระทบการทำงาน ทีมวิจัยได้ทดสอบแนวคิดนี้กับโปรตีนจับเป้าที่ออกแบบโดย AlphaProteo และ ProteinMPNN

ภาพประกอบจากคลังภาพสต็อก ไม่ใช่ภาพจากเหตุการณ์จริง

ผลการทดลองในหลอดทดลองจริงกับโปรตีนเป้าหมาย 3 ชนิด ได้แก่ VEGF-A, ส่วนจับกับเซลล์ของไวรัส SARS-CoV-2 และ PD-L1 พบว่าโปรตีนที่ฝังลายน้ำทำได้เทียบเท่าของเดิม ทั้งอัตราการออกแบบสำเร็จ ความแน่นในการจับกับเป้าหมาย และความหลากหลายของลำดับ นับเป็นโปรตีนจับเป้าชุดแรกที่ทั้งมีลายน้ำและทำงานทางชีวภาพได้จริง

อีกด้านหนึ่ง ทีมวิจัยได้ปรับจูนเครือข่ายของ AlphaFold 3 เพื่อให้พิกัดสามมิติที่โมเดลทำนายมีลายน้ำติดมาเองโดยไม่ต้องเพิ่มขั้นตอนพิเศษ ความแม่นยำของโมเดลยังคงเดิม และลายน้ำยังทนทานต่อสัญญาณรบกวนทางดิจิทัล การทำเช่นนี้ช่วยเสริมความปลอดภัยตามแบบจำลองเนยแข็งสวิส ที่ซ้อนมาตรการหลายชั้นเพื่อปิดกั้นช่องโหว่