抽象的な
機能性タンパク質の起源は依然として根本的な生物学的謎である。アンフィンセンの定説は配列を構造の決定要因として確立しており、深層学習モデルは高い忠実度で構造を予測できますが、プレバイオティクスの凝縮から機能的なタンパク質の出現に至るまで、タンパク質の生成自体を支配する物理的原理は未解決のままです。このギャップにより、機械的な生物学的洞察と人工知能の間に重大な断絶が生じます。ここでは、タンパク質の生成を、個別の構造空間内での構造化された決定論的なナビゲーションとして再構築する、統一された方法論的フレームワーク ProtGenesis を紹介します。私たちは、この階層的組織を支配する 3 つの普遍的な原則を特定します。アセンブリ原則は、アミノ酸の凝縮を多層フラクタルのようなアーキテクチャに導きます。出現原理により、新生ペプチドの出現が決定論的な空間軌跡に従うことが保証されます。そして相転移原理は、残基の増加または突然変異が短距離秩序から長距離秩序への正確なトポロジカル位相シフトを引き起こすことを説明します。これらの軌跡を新しい三者空間計量基準で定量化することにより、タンパク質の生成が抽象的な連続体ではなく、測定可能な座標を備えた原理に支配された物理的プロセスであることが明らかになります。したがって、ProtGenesis は、深層学習モデルの「ブラックボックス」を解読するための普遍的に解釈可能な数学的基盤を提供し、生命の分子設計図を探索、理解、エンジニアリングするための厳密な基盤を確立します。
競合利益に関する声明
著者らは競合する利害関係がないと宣言しています。
宣言された資金提供者情報
中国国家自然科学財団、32401056
湖南省科学技術イノベーションプログラム、2024RC3144、2025JJ20028
#普遍的な物理原理がタンパク質構造の決定論的起源を支配する