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Secretos plegables de proteínas desbloqueados por inteligencia artificial

Secretos plegables de proteínas desbloqueados por inteligencia artificial


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Las proteínas son cruciales para casi todos los procesos biológicos fundamentales necesarios para la vida. Hacen de todo, desde crear y mantener la forma de las células hasta servir como señal y como receptor para las comunicaciones celulares. Las proteínas se componen de largas cadenas de aminoácidos y realizan sus diversas tareas al plegarse en estructuras 3D precisas que determinan cómo funcionan e interactúan con otras moléculas.

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Debido a que su forma exacta es tan crucial para su función, la investigación para descubrir la forma exacta es una tarea central de la biología molecular. Esta tarea es especialmente importante para el desarrollo de medicamentos que salvan y alteran la vida. La predicción de cómo se pliegan las proteínas basándose en su secuencia de aminoácidos se ha avanzado en los últimos años mediante métodos computacionales.

La IA abre las puertas a una predicción súper rápida

Pero incluso con grandes avances, los métodos están limitados en la escala y el alcance de las proteínas que pueden predecirse. Sin embargo, una nueva investigación de Harvard puede cambiar eso. Un científico de la escuela de medicina de Harvard utilizó una forma de inteligencia artificial (IA) para predecir teóricamente la estructura de cualquier proteína basándose en su secuencia de aminoácidos.

Los métodos de IA se conocen como aprendizaje profundo y podrían mejorar los métodos predictivos actuales haciéndolos un millón de veces más rápidos con la misma precisión. El biólogo de sistemas Mohammed AlQuraishi publicó su investigación sobre el uso de la IA en la predicción de la forma de proteínas en Cell Systems el 17 de abril. "El plegamiento de proteínas ha sido uno de los problemas más importantes para los bioquímicos durante el último medio siglo, y este enfoque representa una novedad fundamental forma de abordar ese desafío ", dijo AlQuraishi, instructor de biología de sistemas en el Instituto Blavatnik del HMS y miembro del Laboratorio de Farmacología de Sistemas.

Largo camino por recorrer

"Ahora tenemos una perspectiva completamente nueva desde la cual explorar el plegamiento de proteínas, y creo que recién comenzamos a arañar la superficie". Las proteínas se crean a partir de una biblioteca de 20 aminoácidos diferentes. Estos diferentes aminoácidos se pueden imaginar como letras en un alfabeto que se pueden combinar en palabras, oraciones, párrafos y textos más grandes. Sin embargo, a diferencia de una página plana, los aminoácidos son objetos físicos colocados en el espacio con sus cadenas formando bucles, espirales, hojas y giros. .

A pesar del intenso esfuerzo de los científicos durante más de cuatro décadas, no se ha logrado una forma rápida y rentable de predecir estas formas complejas. El nuevo método de IA podría abrir las puertas para comprender las enfermedades y diseñar formas de combatirlas.

La investigación continúa

"Lo convincente del problema es que es bastante fácil de enunciar: tome una secuencia y descubra la forma", dijo AlQuraishi. "Una proteína comienza como una cuerda no estructurada que tiene que tomar una forma 3D, y los posibles conjuntos de formas en las que una cuerda se puede plegar es enorme. Muchas proteínas tienen miles de aminoácidos de longitud y la complejidad supera rápidamente la capacidad de intuición humana o incluso las computadoras más poderosas ".

El nuevo método es muy prometedor. En su forma actual, no está listo para ser utilizado para el descubrimiento o diseño de fármacos, pero AlQuraishi y otros en su laboratorio continuarán optimizándolo.


Ver el vídeo: De qué es capaz la inteligencia artificial? DW Documental (Junio 2022).


Comentarios:

  1. Ilhicamina

    Wacker, me parece, es una frase magnifica

  2. Socrates

    No utilice



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