Ngày 11/7/2025, tạp chí khoa học ScienceDaily đã công bố một nghiên cứu đột phá của Đại học Monash (Monash University), bang Victoria, Úc với tiêu đề “Chỉ trong vài giây, AI tạo ra protein để chống lại ung thư và kháng kháng sinh”. Theo bài báo, nhóm nhà khoa học tại Úc đã thành công trong việc ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) để tạo ra một loại protein sinh học có thể tiêu diệt vi khuẩn kháng kháng sinh như E. coli.
Lần đầu tiên, các nhà khoa học Úc đã sử dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) để tạo ra một loại protein sinh học, cho phép tiêu diệt siêu vi khuẩn bằng các phân tử được thiết kế ngay trong phòng thí nghiệm chỉ trong vài giây, thay vì mất nhiều năm như trước. Trong nghiên cứu này, protein được tạo ra có khả năng tiêu diệt vi khuẩn kháng kháng sinh như E. coli. Chỉ trong vòng một năm qua, số lượng protein được phát triển nhờ AI đã gia tăng đột biến, với tiềm năng ứng dụng trong điều trị nhiều loại bệnh, từ vết rắn cắn cho đến ung thư. Điều từng mất hàng thập kỷ để thực hiện, nay có thể hoàn tất chỉ trong tích tắc.
Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Nature Communications, mở ra một hướng đi mới để chống lại cuộc khủng hoảng ngày càng gia tăng do siêu vi khuẩn kháng thuốc gây ra. Bằng cách ứng dụng AI theo cách này, nền khoa học của Úc hiện đã gia nhập nhóm các quốc gia như Hoa Kỳ và Trung Quốc, phát triển các nền tảng AI có khả năng tạo ra hàng nghìn protein sẵn sàng để sử dụng nhanh chóng, mở đường cho việc phát triển thuốc và chẩn đoán nhanh hơn, giá cả phải chăng hơn, có thể chuyển đổi nghiên cứu y sinh và chăm sóc bệnh nhân.
Bài báo trên Nature Communications được đồng hướng dẫn bởi Tiến sĩ Rhys Grinter và Phó Giáo sư Gavin Knott, Hội đồng Y khoa Snow, người đứng đầu Chương trình Thiết kế Protein AI mới với các điểm kết nối tại Viện Bio21 thuộc Đại học Melbourne và Viện Khám phá Y sinh học Monash.
Theo Tiến sĩ Grinter và Phó Giáo sư Knott, Nền tảng Thiết kế Protein AI được sử dụng trong nghiên cứu này là nền tảng đầu tiên tại Úc mô phỏng công trình của David Baker (người đã đoạt giải Nobel Hóa học năm ngoái), phát triển một phương pháp tiếp cận toàn diện có thể tạo ra nhiều loại protein. “Những protein này hiện đang được phát triển thành dược phẩm, vắc-xin, vật liệu nano và cảm biến siêu nhỏ, cùng nhiều ứng dụng khác vẫn đang được thử nghiệm”, Phó Giáo sư Knott cho biết.
Trong nghiên cứu này, Nền tảng Thiết kế Protein AI đã sử dụng các công cụ thiết kế protein do AI điều khiển, được cung cấp miễn phí cho các nhà khoa học trên toàn thế giới. “Điều quan trọng là phải dân chủ hóa thiết kế protein để cả thế giới có thể tận dụng những công cụ này”, Daniel Fox, nghiên cứu sinh tiến sĩ, người đã thực hiện hầu hết các công việc thử nghiệm cho nghiên cứu, cho biết. “Sử dụng những công cụ này và những công cụ chúng tôi đang tự phát triển, chúng tôi có thể thiết kế protein để liên kết với một vị trí mục tiêu hoặc phối tử cụ thể, dưới dạng chất ức chế, chất chủ vận hoặc chất đối kháng, hoặc các enzyme được thiết kế với hoạt tính và độ ổn định được cải thiện.”
Theo Tiến sĩ Grinter, hiện nay các protein được sử dụng trong điều trị các bệnh như ung thư hoặc nhiễm trùng có nguồn gốc từ thiên nhiên và được tái sử dụng thông qua thiết kế hợp lý hoặc tiến hóa và chọn lọc in vitro. “Những phương pháp học sâu mới này cho phép thiết kế de novo hiệu quả các protein với các đặc điểm và chức năng cụ thể, giảm chi phí và đẩy nhanh quá trình phát triển các chất kết dính protein mới và enzyme được thiết kế”, ông nói.
Kể từ công trình của David Baker, nhiều công cụ và phần mềm mới đã được phát triển, chẳng hạn như Bindcraft và Chai, được tích hợp vào Nền tảng thiết kế protein AI do Tiến sĩ Grinter và Phó giáo sư Knott đồng dẫn đầu.
Giáo sư John Carroll, Giám đốc Viện Khám phá Y sinh học Monash, cho biết Chương trình Thiết kế Protein AI mới “giúp Úc bắt kịp phương thức mới đầy thú vị này trong việc thiết kế các liệu pháp và công cụ nghiên cứu mới. Đây là minh chứng cho tinh thần khởi nghiệp của hai nhà khoa học trẻ tài năng, những người đã làm việc ngày đêm để xây dựng năng lực này từ con số 0.”
“Chương trình, đặt tại Đại học Monash và Đại học Melbourne, được điều hành bởi một nhóm các nhà sinh học cấu trúc và nhà khoa học máy tính tài năng, những người hiểu rõ quy trình thiết kế từ đầu đến cuối. Kiến thức chuyên sâu về cấu trúc protein và học máy này giúp chúng tôi có một chương trình cực kỳ linh hoạt, có khả năng thường xuyên tích hợp các công cụ tiên tiến trong thiết kế protein bằng AI”, Phó Giáo sư Knott cho biết.
Sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo và khoa học sinh học đang mở ra một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu và điều trị y học. Khi AI có thể thiết kế protein trong vài giây – thay vì nhiều năm – nhân loại sẽ có thêm công cụ mạnh mẽ để đối phó với những thách thức y tế cấp bách như kháng kháng sinh, bệnh hiểm nghèo và các mối đe dọa sinh học trong tương lai.
Đinh Hoàng Anh/Nguồn: www.sciencedaily.com / releases / 2025 / 07 / 250710113152.htm