AlphaFold
タンパク質はアミノ酸の鎖で構成されており、タンパク質の折り畳みと呼ばれる過程で自発的に折り畳まれ、生物学的に重要な天然状態の三次元構造を形成している。DNA配列には、これらのアミノ酸の配列に関する基本的な情報が含まれているが、タンパク質の折り畳みや構造に関する情報は、DNA配列から直接予測することのできない物理的なプロセスによって決定される。科学者たちは、タンパク質が折り畳まれる標的構造を決定するために、X線結晶構造解析、低温電子顕微鏡、核磁気共鳴などの実験技術に注目しているが、これらの技術は高価で時間がかかる。生命体全体では2億以上のタンパク質が知られているが、このような努力により、過去60年間で約17万個のタンパク質の構造が同定された。タンパク質の構造を予測するための計算手法は数多く存在するが、その精度は実験手法には及ばず、その価値は限られている。
AlphaFoldを用いて、COVID-19の原因物質であるSARS-CoV-2のタンパク質の構造を予測した。2020年初頭、これらのタンパク質の構造の実験的な検出が待たれていた。結果は、より大きな研究コミュニティに公開される前に、イギリスのフランシス・クリック研究所(英語版)の科学者によって検討された。チームはまた、国際的なオープンアクセスデータベースである蛋白質構造データバンク (PDB)で共有されている実験的に決定されたSARS-CoV-2スパイクタンパク質に対する正確な予測を確認した後、計算によって決定された未研究のタンパク質分子の構造を公開した。研究チームは、これらのタンパク質の構造は、現在進行中の治療研究の対象にはならないかもしれないが、SARS-CoV-2ウイルスに対するコミュニティの理解を深めるものであることを認めている。具体的には、AlphaFold 2が予測したOrf3aタンパク質の構造は、カリフォルニア大学バークレー校の研究者が低温電子顕微鏡を用いて決定した構造と非常によく似ていた。この特定のタンパク質は、ウイルスが複製すると、ウイルスが宿主細胞から脱走するのを助けると考えられている。このタンパク質はまた、感染に対する炎症反応を引き起こす役割を果たしていると考えられている。