Các protein được thiết kế bằng AI có thể sống sót ở nhiệt độ 150 °C và lực nanonewton Protein thường là những cỗ máy dễ vỡ. Nếu làm nóng, kéo hoặc đưa chúng qua một bước tiệt trùng nhiệt độ cao (như những gì được sử dụng trong bệnh viện), hầu hết sẽ bị mở ra và kết tụ, mất chức năng. Tuy nhiên, nhiều hệ thống tự nhiên—như titin cơ bắp hoặc tơ nhện—gợi ý rằng nếu bạn tổ chức các liên kết hydro β-sheet theo cách đúng, bạn có thể đạt được sức mạnh cơ học đáng kể và khả năng chịu nhiệt. Bin Zheng và các đồng tác giả đã lấy ý tưởng đó và đẩy nó đến cực hạn. Bắt đầu từ miền titin I27, họ sử dụng một quy trình AI+MD—RFdiffusion để tạo ra xương sống, ProteinMPNN để thiết kế chuỗi, ESMFold/AlphaFold2 để dự đoán cấu trúc, và MD điều khiển/giảm nhiệt để sàng lọc—để kéo dài có hệ thống các sợi β chịu lực và tối đa hóa các liên kết hydro xương sống trong một hình học cắt. Qua nhiều vòng thiết kế, họ đã phát triển mạng lưới từ 4 đến 33 liên kết H xương sống, tạo ra một loạt protein “SuperMyo” với lực mở ra trên 1,000 pN—khoảng 4× mạnh hơn I27 dưới cùng điều kiện kéo. Đáng chú ý, những protein này không chỉ tái gập lại sau khi chịu lực, mà còn giữ được cấu trúc và chức năng sau khi tiếp xúc với 150 °C và nhiều chu kỳ tiệt trùng nhiệt độ cao, và có thể được sử dụng làm chất liên kết để tạo ra các hydrogel có thể sống sót qua những điều trị đó mà vẫn nguyên vẹn. Thông điệp rất mạnh mẽ: bằng cách kết hợp thiết kế protein sinh ra với mô phỏng dựa trên vật lý, giờ đây có thể biến một nguyên tắc đơn giản—đóng gói càng nhiều liên kết hydro chế độ cắt vào các tấm β càng tốt—thành các protein và vật liệu tổng hợp có thể cạnh tranh hoặc vượt qua các hệ thống cơ học ổn định của tự nhiên, cho phép tạo ra các hydrogel và vật liệu sinh học dựa trên protein vẫn hoạt động dưới các điều kiện mà thông thường sẽ phá hủy các protein thông thường. Bài báo: