Sử dụng AI để tìm ra các nút protein phức tạp nhất có thể
Câu hỏi về cách các thành phần hóa học của một protein – chuỗi amino acid – xác định cấu trúc 3D của nó như thế nào là một trong những thách thức lớn nhất trong lý sinh trong hơn nửa thế kỷ qua.
Hiểu biết về sự “gập” của các protein là mong mỏi lớn nhất vì nó sẽ đóng góp đáng kể vào hiểu biết của chúng ta về vô số các bệnh dịch và cách điều trị nó. Vì những nguyên nhân đó, nhóm nghiên cứu DeepMind của Google đã phát triển AlphaFold, một trí tuệ nhân tạo có thể dự đoán được các cấu trúc 3D 1.
Một nhóm nghiên cứu bao gồm các nhà khoa học từ ĐH Johannes Gutenberg Mainz (JGU), đại học California, Los Angeles đã có một cái nhìn cận cảnh vào các cấu trúc đó và kiểm tra xem nó có chú ý đến các nút không. Chúng ta đều biết các nút nguyên thủy ở dây giày và các dây thừng nhưng chúng có thể xuất hiện ở cấp độ nano trong tế bào của chúng ta. Việc hiểu các protein thắt nút có thể không chỉ hữu dụng trong đánh giá chất lượng của các dự đoán cấu trúc mà còn tăng thêm những câu hỏi quan trọng về cơ chế gập và sự tiến hóa của các protein.
Các nút phức tạp nhất như một thử nghiệm cho AlphaFold
“Chúng tôi tìm hiểu vô số – khoảng 100.000 dự đoán của AlphaFold về các nút protein mới”, Maarten A. Brems, một nghiên cứu sinh trong nhóm nghiên cứu của TS. Peter Virnau ở đại học Mainz. Mục đích của việc làm này là nhận diện ra các cấu trúc hiếm gặp, chất lượng cao chứa những nút protein phức tạp mà chúng ta còn chưa biết để làm cơ sở cho những chứng cứ thực nghiệm cho dự đoán của AlphaFold. Nghiên cứu này không chỉ khám phá protein thắt nút phức tạp nhất mà còn là những nút đa hợp đầu tiên trong các protein.
“Những phát hiện mới này cũng đem lại cái nhìn thấu các cơ chế tiến hóa đằng sau những protein hiếm”, Robert Runkel, một nhà vật lý lý thuyết tham gia dự án, nói.
Kết quả của nghiên cứu này mới được xuất bản trên Protein Science 2.
TS. Peter Virnau hài lòng với kết quả này: “Chúng tôi đã thiết lập được sự hợp tác với đồng nghiệp của chúng tôi là TS. Todd Yeates từ UCLA để xác nhận các cấu trúc đó về mặt thực nghiệm. Con đường nghiên cứu này sẽ định hình cái nhìn mới trong cộng đồng lý sinh về trí tuệ nhân tạo – và chúng tôi may may mắn có được một chuyên gia như Todd Yeates tham gia”.
Lê Anh Vũ tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2022-07-physicists-ai-complex-protein.html
https://www.fastcompany.com/90762381/chemistry-alphafold-artificial-intelligence
——————————
1.https://www.nature.com/articles/s41586-021-03819-2
2.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pro.4380
