Un atlas impulsado por IA revela cómo se comportan las proteínas dentro de las células

Científicos de la Universidad de Cambridge han desarrollado un atlas de proteínas que describe cómo se comportan las proteínas en las células humanas. Esta herramienta se puede utilizar para encontrar el origen de enfermedades asociadas con el mal comportamiento de las proteínas, como la demencia y muchos cánceres.

Atlas, que se publica Comunicaciones de la naturaleza, ha permitido a los investigadores descubrir nuevas proteínas dentro de las células responsables de importantes funciones corporales. El equipo se centra en una parte de la célula parecida a una gota llamada condensado, que es un punto de encuentro para que las proteínas se organicen. Estos centros son lugares importantes donde comienzan los procesos patológicos.

Las predicciones están disponibles en el artículo para que los investigadores de todo el mundo puedan explorar sus objetivos proteicos de interés y cualquier sistema de condensado circundante.

«Este modelo nos ha permitido descubrir nuevos componentes en compartimentos sin membranas en biología y descubrir nuevos principios subyacentes a su función», dijo el profesor Tuomas Knowles, quien dirigió la investigación.

Condensados ​​de proteínas

Las células están formadas por moléculas cuidadosamente organizadas y un método que utilizan para organizarse es reunirse dentro de un condensado. Este centro es microscópico y se encuentra dentro de la célula. Estos condensados ​​son parte de la maquinaria que las células vivas necesitan para funcionar.

«Hasta ahora no tenemos un mapa completo de qué proteínas van juntas en qué condensados, pero en nuestro trabajo proporcionamos el primer atlas de este tipo», dijo Knowles.

Usando IA

Las reglas que dirigen las proteínas dentro de las células no se comprenden completamente, por lo que el equipo decidió construir este atlas para predecir qué proteínas se encuentran dentro de los condensados.

«El deseo de comprender toda la complejidad de los condensados ​​de proteínas y profundizar más de lo que los científicos han explorado hasta ahora motivó esta investigación», dijo el Dr. Para enfermedades de falso pliegue.

Los investigadores utilizaron grandes bases de datos como StringDB y BioGrid, que contienen datos sobre muchos aspectos de las células, así como estudios de casos más detallados sobre condensados ​​individuales.

El poder de la IA permite a los científicos integrar estos datos, aunque la información sea compleja, vasta y difícil de comparar. Si bien el trabajo anterior se había centrado en un puñado de proteínas, el atlas caracteriza todo el paisaje de la célula.

«Con este atlas podemos predecir cada proteína de la célula, dónde se encuentra exactamente y con qué tipo de otras proteínas interactúa», comentó Saar. «Esperamos que esto cree oportunidades para los investigadores y abra nuevas posibilidades de intervención en enfermedades asociadas con la formación anormal de condensado».

Descubrimientos de proteínas

La IA descubre proteínas nunca antes observadas en una célula de muestra. Si estas proteínas se encuentran ahora en el laboratorio, será un buen indicador de que la IA es precisa.

Los investigadores dijeron: «En nuestro estudio, descubrimos proteínas dentro de los condensados ​​que nunca habíamos visto antes. Estas proteínas están involucradas en funciones importantes como la distribución de grasa en el cuerpo, la formación de actina y la creación dentro de las células. No hemos utilizado nuevas proteínas. como nuestro entrenamiento establecido en estudios anteriores.

«Esperamos que estos datos permitan nuevos descubrimientos sobre las funciones biológicas de los condensados ​​y los impulsores biofísicos detrás de su formación».