美國科學家主導的國際科研團隊在最新一期《科學》雜志撰文指出，他們利用人工智能和進化分析，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多個可能的蛋白質(zhì)復合物，并為700多個蛋白質(zhì)復合物提供了結(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。
研究負責人之一、美國西南大學人類發(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)生物學新時代的重大進步。
叢前解釋說，蛋白質(zhì)通常成對或成組工作，形成復合物，以完成生物體存活所需的任務(wù)。雖然科學家已經(jīng)對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的許多基本方面，并為新藥研發(fā)提供參考。
但半個世紀以來，鑒于許多蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不確定性，科學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戴維·貝克實驗室獨立發(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測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
在最新研究中，叢前等人通過對許多酵母蛋白復合物建模，擴展了人工智能結(jié)構(gòu)預測工具箱。為了找到可能相互作用的蛋白質(zhì)，科學家們首先搜索相關(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)復合物，其中699個結(jié)構(gòu)已被表征，驗證了其方法的實用性;另外700個復合物目前獲得的數(shù)據(jù)有限，剩下106個從未被研究過。為更好地理解這些很少被描述或未知的復合物，團隊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。
