Лента TH Новости Биоинженерия


Биологи открыли новые, революционные функции белка

∴ 95

Биологи в Мюнхенском технологическом университете (TUM) определили, что влияние ДНК было сильно недооценено. Новые идеи радикально улучшат и ускорят развитие персонализированной медицины.

Capsules Medication Medicine Pills

Белки – это детали механизма жизни. Без них ни одна клетка не может функционировать. Около 20 000 белков ответственны за метаболизм, рост и регенерацию организма. Основными блоками белков являются аминокислоты. Они собираются в клетке в соответствии с определенным планом, содержащимся в ДНК.

Широкое исследование с участием образцов крови в 60 000 человек показало, что существуют удивительно широкие различия между белками разных, здоровых людей. У двух не связанных лиц в среднем 20 000 строительных блоков, т. е. Аминокислоты — имеют различия, известные как SAV (варианты с одной аминокислотой). Лаборатория MacArthur в США собрала около 10 миллионов этих SAV.

До сих пор многие эксперты полагали, что большинство этих вариантов не оказывают существенного влияния на функцию белка. Это предположение трудно доказать. Экспериментальные исследования не могут быть выполнены для такого огромного количества SAV. Фактически, соответствующие экспериментальные данные доступны для менее чем 0,01% SAV.Профессор Буркхард Рост, глава кафедры Биоинформатики и Компьютерной биологии в TUM.

Исследователи TUM разработали метод прогнозирования эффектов SAV посредством компьютерного моделирования. Используя данные, полученные в лабораторных экспериментах, программа прогнозирует вероятный эффект для 99,99% SAV, о которых ничего не известно.

Наряду со статистическими методами мы используем искусственный интеллект, в частности, машинное обучение и нейронные сети, что позволяет нам создавать точные модели.Янник Махлих, ведущий автор исследования.

Исследователи были удивлены их собственными результатами. Для миллионов SAV в белках здоровых людей были предсказаны сильные, воздействующие на организм, эффекты. Однако биоинженеры не могут определить типы проявления данных эффектов. Изменения могут, например, влиять на нашу способность обнаруживать запахи или задавать скорость метаболизма. Они могут способствовать заболеванию или повысить иммунитет к патогенам. Они также могут влиять на реакцию человека при воздействии окружающей среды или лекарства.

Пока что, ученые не могут классифицировать качества белка, как «хорошие» или «плохие». Ясно лишь то, что их потенциал – огромен. Изучая структуру отдельных SAV, можно тщательно изучить предрасположенность человека к болезням, определить их критерии, предложить эффективное лекарство. И это все до того, как проявятся первые симптомы. Фактически, человечество стоит на пороге раскрытия полного генетического потенциала.

Филипп Дончев