Do prelomovej metódy zapojili aj umelú inteligenciu. Je rýchlejšia, jednoduchšia a spoľahlivejšia ako predchádzajúce.
Reťazec aminokyselín, tvoriacich proteín (3D ilustrácia). Zdroj: iStockphoto.com
Všetky živé bunky obsahujú proteíny, ktorých funkcie sa líšia v závislosti od typu bunky. Výskumníci z univerzity vo švédskom Göteborgu teraz objavili spôsob, ako bielkoviny identifikovať bez toho, aby sa zamerali na ich vonkajšiu štruktúru. Ich metóda je oveľa rýchlejšia, jednoduchšia a spoľahlivejšia ako predchádzajúce.
V súčasnosti medzi odborníkmi prevláda názor, že práve štruktúra každého proteínu zodpovedá jeho jedinečnej funkcii v bunkách. Sekvencie aminokyselín (teda to, ako sú v proteínoch usporiadané) vytvárajú štruktúru proteínu a dávajú mu konkrétny tvar. Existuje však veľa proteínov, ktorým riadne definovaná štruktúra chýba.
Výskumník Gergely Katona preto vyvinul novú metódu, ktorá umožňuje určiť, o aké proteíny ide a akú majú funkciu. Zisťoval to s kolegami prostredníctvom skenu, ktorý meral počet aminokyselín v proteínoch namiesto toho, aby sa zamerali na jeho vonkajšiu štruktúru.
Vďaka tejto skenovacej metóde boli schopní relatívne spoľahlivo predpovedať, ktorá kombinácia aminokyselín je potrebná na to, aby proteín prežil. Metóda, ktorú vedci skúšali, je napokon spoľahlivejšia, než keď sa snažili proteín identifikovať na základe jeho primárnej štruktúry.
Výsledky štúdie odborníci prednedávnom publikovali vo vedeckom časopise iScience.
Obsah aminokyselín má vplyv na trvácnosť proteínov
Vedci testovali tisíce peptidov zložených z pätnástich aminokyselín, až dospeli k záveru, že práve obsah aminokyselín v nich mal vplyv na ich trvácnosť. Ich vonkajšia štruktúra nezohrala v tomto ohľade takmer žiadnu rolu.
Spôsob, ako sa rôzne oblasti proteínu PRC2 (vpravo) viažu na survivín. Zdroj: Atsarina Larasati Anindya
„Vo vede sa často osvedčilo jednoduché počítanie. V tomto prípade sme spočítali počet aminokyselín a dokázali sme tak prekvapujúco dobre predpovedať funkciu proteínu,“ povedal Katona.
Zapojili aj umelú inteligenciu
Výskumníci vidia v skenovaní proteínov mnohé výhody. Aby urýchlili proces priraďovania počtu a typov aminokyselín v bielkovine k ich špecifickým funkciám, zapojili doň aj umelú inteligenciu.
Podľa vedcov to dokonca môže urýchliť vývoj nových biologických liekov.
V experimentoch, v rámci ktorých výskumníci použili novú skenovaciu metódu, sa napokon podarilo objaviť aj celkom novú funkciu proteínu zvaného survivín alebo bakulovírusový inhibítor.
Spomínaný proteín sa vyskytuje vo veľkej miere prevažne v embryonálnych bunkách a zabraňuje programovanej bunkovej smrti. Pri rakovinových nádoroch sa, naopak, stáva neregulovaným, čím uľahčuje rozvoj ochorenia.
Survivín priamo ovplyvňuje proteín PRC2
Výskumníci teraz prišli so zistením, že survivín priamo ovplyvňuje ďalší proteín s názvom PRC2, ktorý vypína a zapína rôzne funkcie DNA v bunke, ako keby ich programoval. Nefunkčný PRC2 môže byť spojený s rôznymi formami rakoviny. Dnešné lieky proti rakovine sa zameriavajú na survivín aj PRC2, no vzhľadom na novoobjavené súvislosti medzi survivínom a PRC2 treba lieky navrhnúť tak, aby sa u pacientov predišlo závažným vedľajším účinkom.
„Zaznamenali sme, že ak potlačíme úroveň survivínu, zvýši sa aktivita v PRC2. Snom farmaceutických spoločností je nájsť v sekvenciách aminokyselín tie správne miesta, aby sme mohli vyvážiť aktivitu týchto dvoch proteínov,“ uzavrel Katona.
Zdroj: EurekAlert!, iScience
(af)
