بروتينات الذكاء الاصطناعي المصممة تتحمل قوى 150 درجة مئوية ونانونيوتن البروتينات عادة ما تكون آلات هشة. إذا سخنتها، أو سحبها، أو أرسلها لمرحلة تعقيم بدرجة حرارة عالية (مثل تلك المستخدمة في المستشفيات)، فإن معظمها سينكشف ويتجمع ويفقد وظيفته. ومع ذلك، فإن العديد من الأنظمة الطبيعية — مثل تيتين العضلات أو حرير العنكبوت — تشير إلى أنه إذا نظمت الروابط الهيدروجينية ذات الصفائح β بالطريقة الصحيحة، يمكنك الحصول على قوة ميكانيكية مذهلة ومرونة حرارية. يأخذ بين تشنغ والمؤلفون المشاركون هذه الفكرة ويدفعونها إلى أقصى حد. بدءا من مجال التيتين I27، يستخدمون خط أنابيب الذكاء الاصطناعي+MD—RFdiffusion لتوليد العمود الفقري، ProteinMPNN لتصميم التسلسل، ESMFold/AlphaFold2 لتوقع البنية، وMD الموجه/التلدين للفحص—لتمديد الخيوط β التحمل للقوة بشكل منهجي وتعظيم روابط العمود الفقري للهيدروجين في هندسة القص. عبر عدة جولات تصميم، تنمو الشبكة من 4 إلى 33 رابطة H عمودية فقرية، مما يخلق سلسلة "سوبرمايو" من البروتينات بقوى تفتح تزيد عن 1000 بيزونا نيوتن — أي أقوى بحوالي 4× من I27 تحت نفس ظروف السحب. ومن اللافت أن هذه البروتينات لا تعيد التكوين فقط بعد القوة، بل تحتفظ أيضا ببنية ووظيفة بعد التعرض لدورات تعقيم بدرجة حرارة 150 درجة مئوية وتكرار درجات الحرارة العالية، ويمكن استخدامها كروابط متقاطعة لصنع الهيدروجيلات التي تنجو من تلك العلاجات سليمة. الرسالة قوية: من خلال دمج تصميم البروتينات التوليدية مع المحاكاة القائمة على الفيزياء، أصبح من الممكن الآن تحويل مبدأ بسيط—حشو أكبر عدد ممكن من الروابط الهيدروجينية في وضع القص في β صفائح—إلى بروتينات ومواد صناعية تنافس أو تتفوق على أنظمة الطبيعة الميكانيكية المستقرة، مما يمكن من الهيدروجيلات والمواد الحيوية القائمة على البروتينات التي تبقى فعالة في ظروف عادة ما تدمر البروتينات التقليدية. الورقة: