第20話

タンパク質設計

予測から、設計へ

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形を当てるAIの次は、形を作るAI。自然界にないタンパク質を設計する技術の現在地と、「くっつく」と「薬になる」のあいだの谷。

この動画で話すこと

ヘビ毒の薬は、100年以上、馬の血から作られてきました。2025年、毒に貼りつくタンパク質をコンピューターの中でゼロから設計した、と報告されます。自然界にないタンパク質を作る技術はどこまで来たのか。2024年のノーベル化学賞、日本の事例、そして「くっつく」と「薬になる」のあいだの谷まで、5分で。

章

  1. ヘビ毒の薬と、新しい作り方
  2. 今日の現在地
  3. 並びで形、形で働き
  4. 自然界にないタンパク質
  5. AIで骨組みと並びを作る
  6. 毒に貼りつくタンパク質
  7. 「くっつく」と「薬になる」の谷
  8. 設計は1秒、確認は
  9. 次に見るなら
  10. 応援のお願い

ナレーション全文

毒ヘビにかまれたときの薬は、いまも、100年以上前とほぼ同じ作り方です。馬に、少しずつ毒を打ち、その血から取り出します。

2025年、まったく別の作り方が報告されました。毒にぴったり貼りつくタンパク質を、コンピューターの中で、ゼロから設計したのです。

タンパク質は、20種類のアミノ酸を並べた、ひもです。並び順で、折りたたまれる形が決まり、形で、働きが決まります。

自然は、この並びを、何十億年もの試行錯誤で見つけてきました。ただし、自然が試したのは、ありうる並びの、ほんの一部です。

2003年、アメリカのベイカーたちは、自然界のどれとも似ていないタンパク質を、計算で設計し、実際に作ってみせました。

形を先に決めて、そうなる並びを逆算する。予測の、逆向きです。

ここに、AIが加わります。まず、ノイズから形を彫り出すAIが、狙った相手にはまる骨組みを作る。

次に、別のAIが、その骨組みになるアミノ酸の並びを書く。100個ぶんの並びを、およそ1秒。以前の方法の、200倍の速さです。

2024年、ベイカーはノーベル化学賞を受けます。形を当てたAIの開発者たちと、同じ年、同じ賞でした。

冒頭のヘビ毒です。設計されたタンパク質は、コブラなどのヘビが持つ神経毒の一種に結合し、致死量の毒を打たれたマウスを、守りました。

日本でも2026年、設計した人工タンパク質が、難病のALSに関わるタンパク質の、異常な固まりを抑えた、と大学から発表されています。

ただし。「くっつく」と「薬になる」のあいだには、深い谷があります。

ある企業の設計AIは、多くの標的で好成績を出しましたが、狙ったひとつには、歯が立たなかった、と開発元自身が認めています。体の中で壊れないか、暴れないか、量産できるか。条件は、山ほどあります。

ヘビ毒の成果も、まだマウスの段階。効いたのは、毒の成分の一部です。馬の出番は、当分、終わりません。

自然が何十億年もかけてきた設計の仕事に、人間は、納期を持ち込みました。

ただ、試作品を確かめるのは、いまも試験管と、時間です。設計は1秒。確認は、そうはいきません。締め切りを守らないのは、いつも自然のほうです。

出典・参考

  • Kuhlman et al., Science 302, 1364 (2003)
  • Dauparas et al., "Robust deep learning-based protein sequence design using ProteinMPNN", Science 378, 49 (2022)
  • Watson et al., "De novo design of protein structure and function with RFdiffusion", Nature 620, 1089 (2023)
  • Vázquez Torres et al., Nature (2025)(ヘビ毒の毒素を中和するタンパク質の設計)
  • ノーベル化学賞 2024 https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2024/summary/

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