美國科學(xué)家主導(dǎo)的國際科研團(tuán)隊(duì)在最新一期《科學(xué)》雜志撰文指出，他們利用人工智能和進(jìn)化分析，繪制出了真核生物的蛋白質(zhì)之間相互作用的3D模型，首次確定了100多個(gè)可能的蛋白質(zhì)復(fù)合物，并為700多個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合物提供了結(jié)構(gòu)模型，深入研究蛋白質(zhì)相互作用有望催生新的藥物。
研究負(fù)責(zé)人之一、美國西南大學(xué)人類發(fā)育與發(fā)展中心助理教授叢前(音譯)稱，研究結(jié)果代表了結(jié)構(gòu)生物學(xué)新時(shí)代的重大進(jìn)步。
叢前解釋說，蛋白質(zhì)通常成對(duì)或成組工作，形成復(fù)合物，以完成生物體存活所需的任務(wù)。雖然科學(xué)家已經(jīng)對(duì)其中一些相互作用開展了深入研究，但許多仍是未解之謎。了解蛋白質(zhì)之間所有的相互作用將揭示生物學(xué)的許多基本方面，并為新藥研發(fā)提供參考。
但半個(gè)世紀(jì)以來，鑒于許多蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不確定性，科學(xué)家們很難了解這些相互作用。2020年和2021年，深度思維公司和華盛頓大學(xué)戴維·貝克實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立發(fā)布了兩種人工智能技術(shù)“阿爾法折疊”和RoseTTAFold，它們使用不同的策略預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
在最新研究中，叢前等人通過對(duì)許多酵母蛋白復(fù)合物建模，擴(kuò)展了人工智能結(jié)構(gòu)預(yù)測工具箱。為了找到可能相互作用的蛋白質(zhì)，科學(xué)家們首先搜索相關(guān)真菌的基因組，尋找發(fā)生突變的基因，然后使用上述兩種人工智能技術(shù)來確定這些蛋白質(zhì)是否可以3D結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起。
他們確定了1505種可能的蛋白質(zhì)復(fù)合物，其中699個(gè)結(jié)構(gòu)已被表征，驗(yàn)證了其方法的實(shí)用性;另外700個(gè)復(fù)合物目前獲得的數(shù)據(jù)有限，剩下106個(gè)從未被研究過。為更好地理解這些很少被描述或未知的復(fù)合物，團(tuán)隊(duì)研究了類似的蛋白質(zhì)，并根據(jù)新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)與此前已知蛋白質(zhì)的相互作用，確定了新發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的作用。
