На Слушаниях Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки (PNAS) исследователи сообщают, что преуспели в том, чтобы предсказать даже самые сложные структуры белка статистическими исследованиями независимо от эксперимента. Экспериментальное определение структур белка довольно тяжело, успех не гарантируется. Белки – основание жизни.
Как структурные белки, они вовлечены в рост ткани, такой как ногти или волосы. Другие белки работают мышцами, метаболизмом контроля и иммунной реакцией или транспортным кислородом в эритроцитах.Базовая структура белков с определенными функциями подобна в различных организмах. «Неважно, ли человек, мышь, кит или бактерия, природа постоянно не изобретает белки для различных живых организмов снова, но изменяет их эволюционной мутацией и выбором», говорит Александр Шуг из Центра Steinbuch Вычислительного (SCC).
Такие мутации могут быть определены легко, читая вслух генетическую информацию, составляющую белки. Если мутации происходят в парах, разделы белка, включенные главным образом, расположены друг близко к другу. С помощью компьютера данные многих пространственно смежных разделов могут быть составлены к точному предсказанию трехмерной структуры, подобной большой загадке. «Чтобы понять функцию белка подробно и влиять, это, если это возможно, место каждого отдельного атома должно быть известно», говорит Шуг.Для его работы физик использует междисциплинарный подход на основе методов и ресурсов информатики и биохимии.
Используя суперкомпьютеры, он искал генетическую информацию в свободном доступе тысяч организмов, в пределах от бактерий человеку, для коррелированых мутаций. «Объединяя последнюю технологию и истинное сокровище наборов данных, мы изучили почти две тысячи различных белков. Это – абсолютно новое измерение по сравнению с предыдущими исследованиями», добавляет Шуг.
Он подчеркивает, что это показывает высокую эффективность метода, который обещает быть высокого потенциала для заявлений в пределах от молекулярной биологии к медицине. Хотя данная работа – фундаментальное исследование по словам Шуга, результаты могут быть включены в новые методы лечения болезней в будущем.