Квантовый компьютер победил ИИ: IBM и Moderna смоделировали самую длинную молекулу мРНК

Американские исследователи из компаний IBM и Moderna использовали квантовое моделирование для прогнозирования сложной вторичной структуры белка последовательности мРНК длиной 60 нуклеотидов — самой длинной из когда-либо смоделированных на квантовом компьютере.

мРНК — матричная информационная рибонуклеиновая кислота — молекула переносящая генетическую информацию от ДНК к рибосомам. Она управляет синтезом белка в клетках и используется для создания вакцин, вызывающих специфический иммунный ответ.

Распространено мнение, что вся информация, необходимая для того, чтобы белок приобрел трехмерную конформацию, содержится в его аминокислотной последовательности. И хотя мРНК состоит из одной цепи аминокислот, она имеет вторичную белковую структуру, состоящую из из серии складок, которые обеспечивают специфическую трехмерную форму этой молекулы.

Количество вероятных вариантов свертывания увеличивается экспоненциально с каждым добавленным нуклеотидом. Это затрудняет предсказание формы молекулы РНК в больших масштабах. Эксперимент, проведенный IBM и Moderna еще в 2024 году, продемонстрировал, как квантовые вычисления могут быть использованы в качестве дополнительного инструмента для прогнозирования.

Традиционно такие прогнозы основывались на двоичных классических компьютерах и моделях искусственного интеллекта, таких как AlphaFold от Google DeepMind. В новом исследовании отмечается, что алгоритмы этих классических архитектур могут обрабатывать последовательности мРНК, состоящие из сотен и тысяч нуклеотидов, однако за исключением более сложных элементов, таких как «псевдоузлы».

Псевдоузлы представляют собой сложные изгибы и формы во вторичной структуре молекулы, способные к более сложным внутренним взаимодействиям, чем обычные