새로운 연구: AI 모델링이 단백질 구조에 대한 통찰력을 제공하는 방법

요크 대학교(York University)에서 나온 인공 지능(AI) 알고리즘에 대한 새로운 연구는 과학자들이 인간 몸의 단백질 구조에 대해 더 완전한 모델을 개발할 수 있도록 하고 있습니다. 이것은 치료제와 백신의 설계에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

이 연구는 Nature Structural and Molecular Biology 저널에 발표되었습니다.

인간 단백질의 최대 70%는 설탕으로 둘러싸여 있고 스카폴딩되어 있으며, 이것은 그들이 어떻게 보이고 작용하는지에 영향을 미칩니다. COVID-19와 에볼라를 일으키는 바이러스도 설탕으로 보호되어 있으며, 설탕의 추가는 수정이라고 합니다.

AlphaFold AI 프로그램

연구자들은 먼저 AlphaFold라는 AI 프로그램으로 생성된 모델에缺失된 설탕 구성 요소를 추가하는 소프트웨어를 개발했습니다. 이것은 단백질을 더 깊이 연구할 수 있도록 했습니다. AlphaFold는 Google의 DeepMind에서 개발되었으며, 단백질 구조에 대한 예측을 수행합니다.

요크 대학교(York University) 화학부의 Jon Agiree 박사는 이 연구의 선임 저자입니다. 이 연구는 Maynooth University의 Elisa Fadda와 Carl A. Fogarty, 그리고 York Structural Biology Laboratory의 박사 과정 학생인 Haroldas Bagdonas와 함께 수행되었습니다.

“인간 몸의 단백질은 작고 강력한 기계입니다. 그것들은 우리의 살과 뼈, 산소 수송, 기능, 그리고 병원체로부터의 방어를 가능하게 합니다. 마치 해머가 금속 헤드를 사용하여 물건을 치는 것처럼, 단백질은 특화된 모양과 구성으로 그들의 일을 수행합니다.”라고 Agiree 박사는 말했습니다.

“AlphaFold 방법은 단백질 구조 예측에革命적인 변화를 가져올 수 있습니다. 과학자들은 단백질과 돌연변이의 영향을 더 빠르게 이해할 수 있습니다.”

“그러나 이 알고리즘은 단백질 구조와 기능에 영향을 미치는 필수적인 수정을 고려하지 않습니다. 이것은 부분적인 그림만 제공합니다. 우리의 연구는 이것을 비교적 간단한 방법으로 해결할 수 있음을 보여주었습니다. 이것은 더 완전한 구조 예측으로 이어집니다.”

정확한 구조 예측

新的 AlphaFold 프로그램과 단백질 구조 데이터베이스를 통해, 과학자들은 모든 알려진 인간 단백질에 대해 정확한 구조 예측을 할 수 있습니다. 이것은 이 분야에서 큰 발전입니다.

“국제 협력이 성장하여 결실을 맺는 것을 보는 것은 항상 기쁩니다. 그러나 이것은 우리에게 새로운 시작입니다.” Agiree 박사는 계속했습니다. “우리의 소프트웨어는 SARS-CoV-2에 대한 mRNA 백신 연구에서 사용되었습니다. 그러나 AlphaFold 기술의 발전으로 우리는 더 많은 것을 할 수 있습니다. 아직 초기 단계이지만, 우리의 목표는 글리칸 방어를 예측하는 것입니다.”