Penelitian Baru Menunjukkan Bagaimana Pemodelan AI Dapat Memberikan Wawasan Tentang Struktur Protein

Penelitian baru tentang algoritme kecerdasan buatan (AI) yang keluar dari University of York memungkinkan para ilmuwan untuk mengembangkan model struktur protein yang lebih lengkap dalam tubuh manusia. Ini dapat berdampak besar pada desain terapi dan vaksin. 

Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Biologi Struktural dan Molekul Alam.

Hingga 70 persen protein manusia dikelilingi dan dirangkai dengan gula, dan ini berdampak pada penampilan dan perilakunya. Virus yang ada di balik hal-hal seperti COVID-19 dan Ebola juga terlindung di balik gula, dan penambahannya disebut modifikasi.

Program AI AlphaFold

Para peneliti pertama kali mengembangkan perangkat lunak yang menambahkan komponen gula yang hilang ke model yang dibuat dengan program AI yang disebut AlphaFold, dan ini memungkinkan mereka mempelajari protein lebih dalam. AlphaFold dibuat oleh DeepMind Google, dan melakukan prediksi struktur protein. 

Dr. Jon Agiree dari Departemen Kimia adalah penulis senior penelitian, yang dilakukan bersama Dr. Elisa Fadda dan Carl A. Fogarty dari Maynooth University. Itu juga melibatkan Haroldas Bagdonas, yang merupakan mahasiswa PhD di Laboratorium Biologi Struktural York. 

“Protein tubuh manusia adalah mesin kecil yang jumlahnya miliaran, membentuk daging dan tulang kita, mengangkut oksigen kita, memungkinkan kita berfungsi, dan melindungi kita dari patogen. Dan seperti palu yang bergantung pada kepala logam untuk memukul benda runcing termasuk paku, protein memiliki bentuk dan komposisi khusus untuk menyelesaikan tugasnya,” kata Dr. Agiree.

“Metode AlphaFold untuk prediksi struktur protein berpotensi merevolusi alur kerja dalam biologi, memungkinkan para ilmuwan untuk memahami protein dan dampak mutasi lebih cepat dari sebelumnya.”

“Namun, algoritme tidak memperhitungkan modifikasi penting yang memengaruhi struktur dan fungsi protein, yang hanya memberi kita sebagian dari gambarannya. Penelitian kami telah menunjukkan bahwa ini dapat diatasi dengan cara yang relatif mudah, yang mengarah ke prediksi struktural yang lebih lengkap.”

Membuat Prediksi Struktur Yang Akurat

Melalui program AlphaFold baru dan basis data struktur protein yang sesuai, tim ilmuwan dapat membuat prediksi struktur yang akurat untuk semua protein manusia yang diketahui, yang merupakan langkah maju yang besar di lapangan. 

“Selalu menyenangkan menyaksikan kolaborasi internasional tumbuh dan membuahkan hasil, tetapi ini baru permulaan bagi kami,” lanjut Dr. Agiree. “Perangkat lunak kami digunakan dalam pekerjaan struktural glikan yang mendukung vaksin mRNA melawan SARS-CoV-2, tetapi sekarang masih banyak lagi yang dapat kami lakukan berkat lompatan teknologi AlphaFold. Ini masih tahap awal, tetapi tujuannya adalah beralih dari bereaksi terhadap perubahan dalam pelindung glikan menjadi mengantisipasinya.”