Die strukturelle Biologie konzentriert sich auf das Verständnis der molekularen Strukturen biologischer Materialien wie Proteine und Nukleinsäuren. AlphaFold3 geht über seine Vorgänger hinaus und bietet eine erhöhte Genauigkeit bei der Vorhersage von Interaktionen zwischen Proteinen und anderen Biomolekülen wie DNA und RNA.
AlphaFold3 ermöglicht es Forschern, die grundlegenden molekularen Mechanismen des Lebens besser zu verstehen. Durch die Vorhersage, wie sich Proteine binden und mit anderen biologischen Molekülen interagieren, ebnet es den Weg für Innovationen in verschiedenen Bereichen. In der Landwirtschaft könnte AlphaFold3 beispielsweise dazu beitragen, widerstandsfähigere Kulturen zu entwickeln. Im medizinischen Bereich könnte es die Entdeckung neuer Medikamente beschleunigen.
Eine am 8. Mai in Nature veröffentlichte Studie hebt hervor, dass das Programm die Interaktionen nicht nur zwischen großen Molekülen wie Proteinen, sondern auch mit kleinen Molekülen, sogenannten Liganden, vorhersagen kann. Diese Liganden spielen eine entscheidende Rolle, indem sie sich wie ein Schlüssel in ein Schloss an Rezeptoren auf den Proteinen binden. AlphaFold3 kann auch die chemischen Modifikationen dieser Biomoleküle modellieren, die an Krankheiten beteiligt sein können.
Die Forscher behaupten, dass AlphaFold3 50 % genauer ist als die aktuellen Methoden zur Vorhersage von Proteinstrukturen und deren Interaktionen. In der pharmazeutischen Forschung hat AlphaFold3 bestehende Docking-Programme und RoseTTAFold All-Atom, ein neuronales Netzwerk zur Vorhersage biomolekularer Strukturen, übertroffen. Frank Uhlmann, Biochemiker am Francis Crick Institute in London, nutzt AlphaFold3, um die Strukturen von Proteinen vorherzusagen, die mit DNA interagieren, mit überwiegend genauen Ergebnissen.
Allerdings ist AlphaFold3 nicht mehr Open Source, was den Zugang der Wissenschaftler zum Code und zu den Trainingsdaten des Modells einschränkt. Für die nicht-kommerzielle Forschung können die Forscher den kürzlich gestarteten AlphaFold-Server nutzen. Dieser kostenlose Dienst ermöglicht es, molekulare Sequenzen einzureichen und in wenigen Minuten Vorhersagen zu erhalten, obwohl dies auf 20 Aufgaben pro Tag begrenzt ist.
AlphaFold3 stellt einen großen Fortschritt in der strukturellen Biologie dar und eröffnet neue Perspektiven für die wissenschaftliche und medizinische Forschung. Sein Potenzial, das Verständnis biomolekularer Interaktionen zu revolutionieren, ist enorm und verspricht bedeutende Fortschritte in verschiedenen Bereichen.