Ноты помогли при создании новых белков

Биоинженеры из Массачусетского технологического института разработали алгоритм, который переводит структуру белка в музыкальные ноты, а затем использует их для машинного обучения. Статья исследователей опубликована в журнале APL Bioengineering.

Белки — одна из основных групп соединений, которые делают нашу жизнь возможной. Их повреждение или нарушения в выработке могут привести к возникновению серьезных заболеваний, угрожающих жизни. Кроме того, белки могут быть ключом к терапии многих заболеваний. Поэтому исследователи со всего мира стремятся создавать новые эффективные искусственные молекулы, чтобы улучшить их действие в организме и создать на их основе лекарственные препараты.

Традиционно биохимики создают эти соединения либо по образу и подобию уже существующих и функционирующих веществ, либо изменяя последовательность аминокислот в них. Однако, такой процесс занимает очень много времени, а изменения в функционировании целевого соединения после редактирования аминокислотной последовательности иногда непредсказуемы.

Теперь исследователи представили уникальный метод, позволяющий создавать новые белковые соединения с помощью машинного обучения. Новый способ основан на том, что каждая из 20 аминокислот, составляющих белки, обладает уникальной частотой колебаний. Таким образом, химическую структуру целых белков можно отобразить, используя известные понятия из теории музыки, такие как громкость, мелодия, аккорды и ритм. Звуки, получаемые таким образом при складывании белка, могут помочь при обучении нейронных сетей.

Используя новую методику, ученые сравнили новые белки с большой базой данных, содержащей информацию обо всех известных структурах, и применили методы молекулярной динамики для поиска оптимальной структуры молекулы. С помощью этих шагов исследователи продемонстрировали, что метод может создавать белки, которые природа еще не изобрела. Новые белки, согласно вычислениям, стабильны и могут затем использоваться для анализа их биологической функции.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.