AIで原子の単位からタンパク質を設計 新手法RFdiffusion3、実験でも狙った働き

米ワシントン大学タンパク質設計研究所(IPD)などの研究チームが、原子の単位でタンパク質を設計するAI「RFdiffusion3」の論文を、2026年10月15日付で学術誌Scienceに公開した。設計した酵素は実験でも狙った反応を起こした。

何が発表されたのか

著者は33人。最後に名前が並ぶのは2024年のノーベル化学賞を受けたデビッド・ベイカー教授だ。所属はワシントン大学のほか、オックスフォード大学、ケンブリッジ大学、ETH Zurich、NVIDIAなど。

要旨では、RFdiffusion3(RFD3)は原子を単位に形を作る手法で、酵素の設計からRNAの構造の設計まで、細かい原子の条件を前の手法より速く正確に満たせるという。実験では2種類の酵素を設計した。リン酸エステルという結合を切る酵素と、アミロイドの病気に関わるタンパク質「トランスサイレチン」を狙う亜鉛の酵素だ。どちらも96個の設計を一度で試す「ゼロショット」の実験で、働く触媒が得られたとする。

前の版と何が違うのか

前の版のRFdiffusion2は2025年に出たもので、アミノ酸という部品を単位に形を作っていた。RFD3は原子を単位に決める。

IPDによると、RFD3は前の版より約10倍速く、前の2つとはコードを共有していない。IPDは、どの化学的な結びつきが大事かをモデルに正確に伝えられるようになったと説明する。チームのプレプリント(査読の前に公開する論文)では、酵素の活性部位を使った計算での比較で、41例のうち37例(90%)で前の版を上回ったとする。

かんたんに言うと

酵素は、反応の場所の原子の並びが少しずれるだけで働かなくなる。これまでのAIは部品の単位で形を作るため、「この原子とこの原子を向かい合わせたい」という注文を出しにくかった。RFD3は原子を直接動かすので、その注文をそのまま渡せる。刃の角度を指定して、持ち手はAIに任せるようなやり方だ。同じIPDのAIで設計した酵素はAIで一から設計した「分子のはさみ」でも扱った。

コードは無料で公開されている

IPDは2025年12月3日に、RFdiffusion3をオープンソースとして公開した。モデルの重みだけでなく学習用のコードもGitHubのRosetta Commons Foundryで配られ、利用条件はBSD 3-Clauseだ。ベイカー氏は「研究者が私たちと同じコードを落とせれば、発見の速さが何倍にもなる」と述べている。

まだ試験管の中の話

結果は試験管の中の実験までで、動物や人の結果は示されていない。プレプリントのDNAに結合するタンパク質の実験では、5個のうち結合が確かめられたのは1個だった。論文はScienceの先行公開(Ahead of Print)として出ている。

日本ではどうなるのか

論文の所属の一覧に、日本の研究機関はない。日本での提供や日本語の案内の発表もない。ただしコードと重みは誰でも入手でき、日本の研究室でも使える。

まとめ

タンパク質を設計するAIは、形を作る段階から、原子の位置まで注文できる段階に進んできた。今回は、その注文どおりに働く酵素が得られた例だ。実用に届くかは、これからの検証しだいだ。