Prediuen l’estructura del 98% de les proteïnes humanes utilitzant AI, una via per desenvolupar nombrosos tractaments

La intel·ligència artificial ha obert a la porta a un coneixement mai assolit fins ara de com són les proteïnes del cos humà, que són peces fonamentals de la vida.

L’estructura de cada proteïna –com es plega– defineix què fa i com ho fa, i és una informació importantíssima per entendre els processos biològics i fer avançar la investigació científica. Bàsicament, per comprendre com funcionen les malalties i desenvolupar medicaments.

Ara, el sistema d’intel·ligència artificial AlphaFold ha permès publicar la base de dades més completa i precisa que explica com es pleguen les molècules que formen les proteïnes, que tenen una forma tridimensional única.

El descobriment, publicat a la revista Nature, es considera un avenç científic comparable al desxiframent del genoma humà i un fort impuls per a la bioquímica.

És una base de dades oberta a la comunitat científica i que s’allotjarà a l’Institut Europeu de Bionformàtica (EMBL-EBI), que és qui ha desenvolupat AlphaFold juntament amb l’empresa DeepMind, companyia britànica que pertany a la matriu de Google, Alphabet.

https://blogs.publico.es/alberto-sicilia/2021/07/23/predicen-la-estructura-del-98-de-las-proteinas-humanas-utilizando-ai-una-via-para-desarrollar-numerosos-tratamientos/

¿Qué forma tridimensional tienen las proteínas? Esta ha sido una de las grandes cuestiones por resolver en la Biología durante las últimas décadas. Gracias a la técnicas de inteligencia artificial estamos más cerca que nunca de resolverla.

Un equipo de la compañía DeepMind ha publicado hoy en Nature la predicción de la estructura del 98% de las proteínas humanas.

¿Qué son las proteínas?

Las proteínas son los ‘ladrillos básicos’ de la vida. Son moléculas que cumplen una infinidad de funciones: dan forma a los tejidos, controlas las reacciones químicas en el interior de las células, las protegen de invasores externos, codifican la información genética, etc. Detrás de cualquier ‘función’ en un organismo hay moléculas.

¿Por qué es importante conocer la forma tridimensional de las proteínas?

Porque la estructura de una proteína determina cómo funciona.

Un ejemplo: la ‘espina’ del coronavirus es una proteína. Los ‘anticuerpos’ que se enganchan a la espina para evitar la infección son otra proteína.

Si conocemos la forma tridimensional de la espina, podremos desarrollar anticuerpos que se enganchen mejor y sean más efectivos.

¿Hasta ahora no se conocía la estructura de las proteínas?

Sólo se conocía la estructura de algunas proteínas. Pero el proceso para determinar la forma de cada proteína es muy laborioso y requiere de técnicas experimentales muy costosas (cristalografía de rayos X, resonancia magnética nuclear o microscopía electrónica crioscópica).

Determinar la estructura de una sola proteína podía suponer meses o años de trabajo.

Gracias a las técnicas de inteligencia artificial ahora presentadas, ese proceso se reduce a minutos.

¿De qué están compuestas las proteínas?

Las proteínas son cadenas muy largas de unos elementos más pequeños llamados aminoácidos.

El problema a resolver es el siguiente: si yo te digo una secuencia de aminoácidos, tú me tienes que decir qué forma tridimensional tiene la cadena.

Por ejemplo: esta es la secuencia de un anticuerpo.

Usando el algoritmo de DeepMind, podemos saber que su forma tridimensional es la siguiente:

¿Cómo funciona la Inteligencia Artificial?

El algoritmo de DeepMind es de tipo “deep learning”. Si estáis interesados, el grupo de bioinformática de la Universidad de Oxford tiene un post muy detallado explicándolo paso a paso.

El código fuente es abierto y podéis utilizarlo aquí. 

https://www.ccma.cat/324/nova-era-cientifica-la-intelligencia-artificial-revela-com-son-les-proteines-humanes/noticia/3111543/