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El nuevo Atlas de Cambridge revela las conexiones que unen a los seres humanos

El nuevo Atlas de Cambridge revela las conexiones que unen a los seres humanos

Los microtúbulos resaltan el cuerpo celular (en violeta) con el núcleo (en amarillo) y las condensinas (en azul). Copyright: Andrew Sieber

La Universidad de Cambridge ha desarrollado un atlas de proteínas que mapea el comportamiento de las proteínas en las células humanas, mejorando la comprensión de enfermedades como la demencia y el cáncer. Esta investigación utiliza inteligencia artificial para descubrir nuevas proteínas y sus interacciones dentro de los condensados ​​celulares.

En la Universidad de Cambridge, los científicos han desarrollado un atlas de proteínas que describe cómo se comportan dentro de las células humanas. Esta herramienta se puede utilizar para buscar los orígenes de enfermedades asociadas con el mal comportamiento de las proteínas, como la demencia y muchos tipos de cáncer.

El atlas fue publicado hoy (10 de julio) en Comunicaciones de la naturalezaEste descubrimiento ha permitido a los investigadores encontrar nuevas proteínas dentro de las células responsables de una variedad de funciones corporales importantes. El equipo se está centrando en una parte de la célula con forma de gota llamada condensina, que es un lugar de reunión para que las proteínas se organicen. Estos centros también son sitios importantes donde comienzan los procesos patológicos.

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

«Este modelo nos ha permitido descubrir nuevos componentes en compartimentos libres de membranas en biología, así como descubrir nuevos principios subyacentes a su función», dijo el profesor Thomas Knowles, quien dirigió esta investigación.

Explorar concentradores de proteínas

Las células están formadas por moléculas cuidadosamente organizadas y una de las formas en que se organizan es reuniéndose dentro de un condensado. Este centro es microscópico y está ubicado dentro de la célula. Estos condensados ​​son parte de la maquinaria básica que hace funcionar las células vivas.

«Hasta ahora no hemos tenido un mapa completo de las proteínas que se unen para formar qué condensinas, pero en nuestro trabajo proporcionamos el primer atlas de este tipo», dijo Knowles.

Uso de inteligencia artificial en la investigación de proteínas

Las reglas que gobiernan el movimiento de 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 las condensinas.

«Lo que nos impulsó a esta investigación fue el deseo de comprender toda la complejidad de los condensados ​​de proteínas e ir a una capa más profunda de lo que los científicos han investigado hasta ahora», dijo la Dra. Cady Les Sarr, primera autora de esta investigación y becaria postdoctoral. en el Centro de Enfermedades Mal Plegadas.

Los investigadores utilizaron grandes bases de datos, como StringDB y BioGRID, que contienen datos sobre muchos aspectos de las células, junto con estudios de casos más detallados sobre condensadores individuales.

El poder de la inteligencia artificial permite a los científicos combinar estos datos aunque la información sea compleja, amplia y difícil de comparar. Si bien los trabajos anteriores se centraron en un puñado de proteínas, el atlas es capaz de describir todo el paisaje de la célula.

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

Descubrimiento de nuevas proteínas.

La IA ha encontrado proteínas presentes en la célula modelo que nunca antes se habían observado. Si estas proteínas se encuentran ahora en el laboratorio, será un buen indicador de la precisión de la IA.

“En nuestro estudio, descubrimos proteínas dentro de las condensinas que nunca antes habíamos visto. Estas proteínas están involucradas en funciones importantes del cuerpo, como la distribución de grasa, la formación de actina intracelular y la formación de nuevas proteínas. el estudio anterior que utilizamos como conjunto de entrenamiento.

«Esperamos que estos datos ayuden en nuevos descubrimientos sobre las funciones biológicas de las condensinas, así como los factores biofísicos detrás de la formación de condensinas».

Referencia: “Atlas de condensados ​​de proteínas a partir de modelos predictivos para la formación de condensados ​​no moleculares”, 10 de julio de 2024, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038/s41467-024-48496-7