محققان دانشگاه کوئینزلند از هوش مصنوعی برای ساختن یک نقشه سه بعدی از اجزای کلیدی سلولی برای درک بهتر زوال عقل و بیماری های عفونی از جمله COVID-19 استفاده کرده اند.
پروفسور برت کالینز از مؤسسه علوم زیستی مولکولی UQ و پروفسور پیت کالن از دانشگاه بریستول تیمی را رهبری کردند که 16 زیرواحد کمپلکس Commander را مدل‌سازی کردند، بسته‌ای از پروتئین‌ها که به عنوان «کارکنان پست» در سلول‌ها عمل می‌کنند.
همانطور که سیستم پستی دارای فرآیندهایی برای حمل و نقل و مرتب‌سازی محموله است، سلول‌های بدن ما نیز ماشین‌های مولکولی دارند که پروتئین‌ها را حمل و مرتب می‌کنند.
حمل و نقل محموله تماماً در مورد رساندن بسته های مناسب به مقصد مناسب در زمان مناسب است و در سلول ها، مجموعه فرمانده این سیستم را کنترل می کند تا اطمینان حاصل شود که مقدار مناسب پروتئین به مکان مناسب تحویل داده می شود.
پروفسور برت کالینز از موسسه UQ برای علوم زیستی مولکولی
این سیستم انتقال پروتئین در بسیاری از بیماری ها از جمله بیماری قلبی، بیماری آلزایمر و عفونت نقش دارد.
پروفسور کالینز گفت: «دانستن شکل سه بعدی این پروتئین‌ها به ما کمک می‌کند تا درک کنیم که چگونه آنها عمل می‌کنند، چرا جهش‌ها باعث بیماری می‌شوند و چگونه داروهایی برای هدف قرار دادن آنها در آینده طراحی کنیم.»
ویروس‌هایی مانند SARS-CoV-2 – که باعث COVID-19 می‌شود – و ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) که می‌تواند منجر به سرطان شود، برای آلوده کردن سلول‌ها به کمپلکس Commander نیاز دارند و با انتقال پروتئین آمیلوئید در بیماری آلزایمر مرتبط است. .
جهش در کمپلکس Commander انتقال لیپیدها به سلول ها را مختل می کند و باعث ایجاد کلسترول بالا و نقایص قلبی در افراد مبتلا به سندرم نادر Ritscher-Schinzel می شود که با ناتوانی ذهنی و تاخیر در رشد مشخص می شود.
“دانستن ساختار مجموعه فرمانده به این معنی است که می‌توانیم بهتر بفهمیم که چگونه این اتفاق می‌افتد و درک خود را از نحوه دخالت آن در بیماری ارتقا دهیم.”
تیم بین المللی از پیشرفته ترین روش های میکروسکوپ الکترونی و یادگیری ماشینی برای رمزگشایی ساختار کل مجموعه پروتئینی فرمانده استفاده کرد.
پروفسور کالن گفت که نقشه برداری از ساختار کامل مجموعه فرمانده حتی 2 سال پیش بدون این فناوری های جدید امکان پذیر نبود.
این تیم همچنین شامل دکتر مایکل هیلی از IMB، دکتر کری مک نالی از دانشگاه کمبریج و ربکا بوتکوویچ و مولی چیلتون از دانشگاه بریستول بودند.
این تحقیق توسط سازمان هایی از جمله شورای ملی تحقیقات بهداشتی و پزشکی (استرالیا)، شورای تحقیقات پزشکی (بریتانیا) و Wellcome Trust تامین مالی شده است.
این تحقیق در منتشر شده است سلول.
منبع:
مرجع مجله:
هیلی، دکتر، و همکاران (2023) ساختار کمپلکس فرمانده اندوزومی مرتبط با سندرم ریچر-شینزل. سلول. doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.003.