Nýjar rannsóknir sýna hvernig gervigreind líkanagerð getur veitt innsýn í próteinbyggingar

Nýjar rannsóknir á gervigreind (AI) reiknirit sem koma frá háskólanum í York gera vísindamönnum kleift að þróa fullkomnari líkön af próteinbyggingu mannslíkamans. Þetta getur haft mikil áhrif á hönnun lækninga og bóluefna. 

Rannsóknin var birt í tímaritinu Byggingar- og sameindalíffræði náttúrunnar.

Allt að 70 prósent af próteinum manna eru ýmist umkringd og hlaðin sykri og það hefur áhrif á hvernig þau líta út og virka. Veirur sem eru á bak við hluti eins og COVID-19 og ebólu eru einnig varin á bak við sykur og viðbót þeirra er kölluð breyting.

AlphaFold AI forrit

Rannsakendur þróuðu fyrst hugbúnað sem bætir sykurhlutum sem vantar við líkön sem búin eru til með gervigreindarforriti sem kallast AlphaFold, og þetta gerði þeim kleift að rannsaka prótein dýpra. AlphaFold var búið til af DeepMind frá Google og framkvæmir spár um uppbyggingu próteina. 

Dr. Jon Agiree frá efnafræðideild er yfirhöfundur rannsóknarinnar, sem unnin var ásamt Dr. Elisa Fadda og Carl A. Fogarty frá Maynooth háskólanum. Það tók einnig þátt í Haroldas Bagdonas, sem er doktorsnemi við York Structural Biology Laboratory. 

„Prótein mannslíkamans eru örsmáar vélar sem í milljörðum þeirra mynda hold okkar og bein, flytja súrefni okkar, leyfa okkur að starfa og verja okkur fyrir sýkla. Og rétt eins og hamar treystir á málmhaus til að slá á oddhvassa hluti, þar á meðal neglur, hafa prótein sérhæfð lögun og samsetningu til að vinna verk sín,“ sagði Dr. Agiree.

„AlphaFold aðferðin til að spá fyrir um uppbyggingu próteina hefur tilhneigingu til að gjörbylta verkflæði í líffræði, sem gerir vísindamönnum kleift að skilja prótein og áhrif stökkbreytinga hraðar en nokkru sinni fyrr.

„Hins vegar tekur reikniritið ekki til nauðsynlegra breytinga sem hafa áhrif á uppbyggingu og virkni próteina, sem gefur okkur aðeins hluta af myndinni. Rannsóknir okkar hafa sýnt að hægt er að bregðast við þessu á tiltölulega einfaldan hátt, sem leiðir til fullkomnari uppbyggingarspá.“

Gerðu nákvæmar spár um uppbyggingu

Með nýju AlphaFold forritinu og samsvarandi gagnagrunni yfir próteinbyggingar getur hópur vísindamanna gert nákvæmar spár um uppbyggingu allra þekktra próteina manna, sem er stórt skref fram á við á þessu sviði. 

„Það er alltaf frábært að fylgjast með alþjóðlegu samstarfi vaxa og bera ávöxt, en þetta er bara byrjunin fyrir okkur,“ hélt Dr. Agiree áfram. „Hugbúnaðurinn okkar var notaður í glýkanbyggingarvinnunni sem var undirstaða mRNA bólusetninganna gegn SARS-CoV-2, en nú er svo miklu meira sem við getum gert þökk sé AlphaFold tæknistökkinu. Það er enn á byrjunarstigi, en markmiðið er að fara frá því að bregðast við breytingum á glýkanhlíf yfir í að sjá fyrir þær.