Shkencëtarët në Universitetin e Kembrixhit kanë zhvilluar një atlas të proteinave që përshkruan se si proteinat sillen brenda qelizave njerëzore. Ky mjet mund të përdoret për të kërkuar origjinën e sëmundjeve të lidhura me keqfunksionimin e proteinave, si demenca dhe shumë lloje të kancerit.
Atlasi, i cili është botuar në Nature Communications, u ka lejuar studiuesve të gjejnë proteina të reja brenda qelizave që janë përgjegjëse për një gamë të gjerë funksionesh të rëndësishme trupore. Ekipi përqendrohet në një pjesë të qelizës që ka formë pikëzimi, e quajtur kondensat, e cila është një qendër takimi për proteinat që të organizohen. Këto qendra janë gjithashtu vende kyçe ku fillojnë proceset e sëmundjeve.
Parashikimet janë të disponueshme me punimin, në mënyrë që studiuesit anembanë botës të mund të eksplorojnë objektivat e tyre të proteinave të interesit dhe çdo sistem kondensat të rrethuar.
“Ky model na ka lejuar të zbulojmë komponentë të rinj në ndarje pa membranë në biologji si dhe të zbulojmë parime të reja që qëndrojnë në themel të funksionit të tyre,” tha Profesori Tuomas Knowles, i cili udhëhoqi këtë kërkim.
Kondensatet e proteinave
Qelizat janë të përbëra nga molekula të organizuara me kujdes, dhe një metodë që ato përdorin për t’u organizuar është duke u takuar brenda një kondensati. Kjo qendër është mikroskopike dhe gjendet brenda një qelize. Këto kondensate janë pjesë e makinerisë thelbësore që bën që qelizat e gjalla të funksionojnë.
“Derivat tani nuk kemi pasur një hartë gjithëpërfshirëse të cilat proteina bashkohen në cilat kondensate, por në punën tonë ne ofrojmë një atlas të tillë të parë,” tha Knowles.
Përdorimi i AI
Rregullat që drejtojnë proteinat brenda qelizave nuk kuptohen plotësisht, kështu që ekipi vendosi të ndërtojë këtë atlas për të parashikuar cilat proteina takohen brenda kondensateve.
“Ajo që e motivoi këtë kërkim ishte dëshira për të kuptuar kompleksitetin e plotë të kondensateve të proteinave dhe për të shkuar një shtresë më thellë se sa kanë hulumtuar shkencëtarët deri më tani,” tha Dr. Kadi Liis Saar, autorja e parë në këtë kërkim dhe një bashkëpunëtore postdoktorale në Qendrën për Sëmundjet e Gabimeve të Proteinave.
Studiuesit përdorën baza të dhënash të mëdha, si StringDB dhe BioGRID, të cilat përmbajnë të dhëna mbi shumë aspekte të qelizave, së bashku me studime më të thelluara për raste individuale të kondensateve.
Fuqia e AI lejon shkencëtarët të kombinojnë këto të dhëna edhe pse informacioni është kompleks, i gjerë dhe i vështirë për t’u krahasuar. Ndërsa puna e mëparshme është përqendruar në një grusht proteinash, atlasi mund të karakterizojë peizazhin e plotë të një qelize.
“Me këtë atlas ne mund të bëjmë parashikime për çdo proteinë të vetme në një qelizë, se ku saktësisht do të gjendet dhe me çfarë lloji proteinash të tjera ndërvepron,” komentoi Saar. “Ne shpresojmë që kjo të gjenerojë mundësi për studiuesit dhe të hapë mundësi të reja për ndërhyrje në sëmundjet e lidhura me formimin e kondensateve të gabuar.”
Zbulimet e proteinave
AI gjeti proteina të pranishme në qelizën model që nuk ishin vërejtur kurrë më parë. Nëse këto proteina tani gjenden në një laborator, atëherë kjo është një tregues i mirë që AI është i saktë.
Studiuesit thanë: “Në studimin tonë, zbuluam proteina brenda kondensateve që nuk janë parë kurrë më parë aty. Këto proteina janë të përfshira në funksione të rëndësishme në trup, si shpërndarja e yndyrës, krijimi i aktinës brenda qelizave dhe krijimi i proteinave të reja. Këto proteina nuk u zbuluan në studimin e mëparshëm që përdorëm si setin tonë të trajnimit.
“Shpresojmë që këto të dhëna të mundësojnë zbulime të reja mbi rolet biologjike të kondensateve si dhe drejtuesit biofizikë pas formimit të kondensateve.”
Më shumë informacione: Protein Condensate Atlas from predictive models of heteromolecular condensate composition, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48496-7
Zhurnali ku u botua: Nature Communications
