Cu ajutorul inteligenței artificiale (IA), unul dintre cele mai mari mistere ale biologiei a fost rezolvat, spun cercetătorii citați de BBC.
Determinarea modului în care o proteină se așază într-o formă tridimensională unică a fost un mister pentru oamenii de știință timp de mai mult jumătate de secol.
Acum, laboratorul de inteligență artificială din Londra – DeepMind – a aflat în mare măsură răspunsul, spun organizatorii unei competiții științifice.
Programul lor a determinat forma proteinelor cu un nivel de precizie comparabil cu metodele de laborator costisitoare și consumatoare de timp, spun ei.
Descoperirea ar putea accelera cercetarea în ceea ce privește mai multe boli, inclusiv COVID-19.
Realizarea este „într-adevăr remarcabilă”, spune dr. Andriy Kryshtafovych, de la Universitatea din California, unul dintre membrii juriului competiției.
Capacitatea de a investiga forma proteinelor rapid si precis are potentialul de a revolutiona știința, a adăugat el.
Proteinele sunt prezente în toate creaturile și joacă un rol central în procesele chimice esențiale pentru viață. Alcătuite din șiruri de aminoacizi, ele se pliază într-un număr infinit de moduri în forme elaborate care dețin cheia modului în care își îndeplinesc funcțiile vitale.
Multe boli sunt legate de rolul proteinelor în catalizarea reacțiilor chimice.
„Chiar și rearanjările minuscule ale acestor molecule vitale pot avea efecte catastrofale asupra sănătății noastre, așa că una dintre cele mai eficiente modalități de a înțelege bolile și de a găsi noi tratamente este studierea proteinelor implicate”, a spus dr. John Moult de la Universitatea din Maryland, SUA, președintele grupului de judecători științifici
„Există zeci de mii de proteine umane și multe miliarde în alte specii, inclusiv bacterii și virusuri, dar pentru a stabili forma unei singure proteine este nevoie de echipamente scumpe și poate dura ani întregi”, a adăugat el.
Cunoașterea structurii 3-D a unei proteine este importantă în dezvoltarea medicamentelor și în înțelegerea bolilor umane, inclusiv a cancerului, demenței și a bolilor infecțioase.
Un exemplu este COVID-19. Oamenii de știință au studiat modul în care proteina spike de pe suprafața virusului Sars-CoV-2 interacționează cu receptorii din celulele umane.
„Înțelegerea modului în care o secvență de proteine se pliază în trei dimensiuni este una dintre întrebările fundamentale ale biologiei. Întregul mod în care funcționează o proteină depinde de structura sa tridimensională, iar funcția proteinei este relevantă pentru tot ceea ce privește sănătatea și boala”, a spus profesorul Andrew Martin de la University College London.
Prin cunoașterea structurilor tridimensionale ale proteinelor, oamenii de știință pot ajuta la dezvoltarea de medicamente și la vindecarea unor probleme de sănătate, indiferent dacă acestea sunt infecții sau boli moștenite.
Dame Janet Thornton de la Institutul European de Bioinformatică EMBL spune că modul în care proteinele se pliază pentru a crea structuri tridimensionale unic” este unul dintre cele mai mari mistere ale biologiei.
„O mai bună înțelegere a structurilor proteinelor și capacitatea de a le prezice forma folosind un computer înseamnă o mai bună înțelegere a vieții, a evoluției și, desigur, a sănătății și a bolilor umane”, a explicat ea.
Acum, oamenii de știință urmează să verifice cât de exactă este metoda folosită de DeepMind și cât de bine funcționează la un nivel foarte detaliat.
Există încă un decalaj de cunoaștere, inclusiv stabilirea modului în care mai multe proteine funcționează împreună și modul în care proteinele interacționează cu alte molecule, cum ar fi ADN-ul și ARN-ul.
„Acum, că problema a fost rezolvată în mare măsură pentru proteinele unice, este deschisă calea pentru dezvoltarea de noi metode de determinare a formei complexelor proteice – colecții de proteine care funcționează împreună pentru a forma o mare parte din instrumentele vieții”, a spus Kryshtafovych.
