اثر پدیده جداسازی فاز پروتئین بر عملکردهای کلیدی سلولی

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان دانشگاه کمبریج یک تکنیک مبتنی بر هوش مصنوعی برای شناسایی اهداف دارویی برای بیماری هایی مانند آلزایمر توسعه دادند.

محققان یک روش مبتنی بر هوش مصنوعی را برای شناسایی اهداف جدید برای بیماری های انسانی، از جمله بیماری های عصبی مانند بیماری آلزایمر، توسعه داده اند. این تیم به رهبری دانشگاه کمبریج، رویکردی را برای شناسایی اهداف درمانی بیماری های انسانی مرتبط با پدیده ای به نام جداسازی فاز پروتئین ارائه کردند. این پدیده ای است که اخیراً کشف شده است که به طور گسترده در سلول ها وجود دارد و انواع عملکردهای مهم بیولوژیکی را هدایت می کند.

جداسازی فاز پروتئین در مکان یا زمان نامناسب می تواند عملکردهای کلیدی سلولی را مختل کند یا مجموعه ای از مولکول های مرتبط با بیماری های عصبی را ایجاد کند.

محققان کمبریج با شرکت کشف داروی Insilico Medicine مبتنی بر هوش مصنوعی مولد (AI) همکاری کردند. آنها با هم، روشی را برای یافتن اهداف جدید برای کشف دارو در بیماری های ناشی از اختلال در روند جداسازی فاز پروتئین ایجاد کردند. این تیم دریافتند که آنها می توانند ویژگی های بیماری را در سلول ها با کنترل رفتار این اهداف تکرار کنند. نتایج آنها در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) گزارش شده است.

کشف جداسازی فاز پروتئین فرصت های جدیدی را برای کشف دارو باز می کند. با این حال، مشخص نیست که کدام پروتئین ها تحت این فرآیند قرار می گیرند و بهترین اهداف را برای مداخلات دارویی موثر نشان می دهند.

در این مطالعه، محققان موتور شناسایی هدف اختصاصی PandaOmics Insilico را با روش FuzDrop برای شناسایی پروتئین های مرتبط با بیماری مستعد جداسازی فاز ترکیب کردند. PandaOmics یک ابزار کشف هدف درمانی مبتنی بر هوش مصنوعی است که چندین مدل بیوانفورماتیک هوش مصنوعی و متنی را برای ارزیابی پتانسیل پروتئین ها به عنوان اهداف درمانی یکپارچه می کند.

FuzDrop ابزاری است که توسط تیم کمبریج معرفی شده است که میل پروتئین را برای جداسازی فاز خود به خود محاسبه می کند و به شناسایی پروتئین های مستعد تشکیل میعانات جدا شده از فاز مایع-مایع کمک می کند.

با استفاده از این رویکرد، محققان یک مطالعه در مقیاس بزرگ از داده های نمونه انسانی انجام دادند. سپس، آنها تأثیر نسبی جداسازی فاز پروتئین را در تنظیم فرآیندهای پاتولوژیک مرتبط با بیماری های انسانی تعیین کردند. در مرحله بعد، آنها نامزدهای با امتیازهای PandaOmics و FuzDrop بالا را اولویت بندی کردند و فهرستی از اهداف درمانی احتمالی برای بیماری های انسانی مرتبط با جداسازی فاز پروتئین را تهیه کردند.

محققان رفتارهای جداسازی فاز افتراقی سه هدف پیش بینی شده بیماری آلزایمر (MARCKS، CAMKK2 و p62) را در دو مدل سلولی بیماری آلزایمر تأیید کردند. این اعتبار تجربی را برای دخالت این اهداف پیش بینی شده در بیماری آلزایمر فراهم می کند و از پتانسیل آنها به عنوان اهداف درمانی پشتیبانی می کند. با تعدیل شکل گیری و رفتار این میعانات، ممکن است بتوان مداخلات جدیدی برای کاهش فرآیندهای پاتولوژیک مرتبط با بیماری آلزایمر ایجاد کرد.

هدف از این مطالعه ارائه دستورالعمل های اولیه برای هدف قرار دادن پروتئین های مرتبط با بیماری است که مستعد جداسازی فاز هستند. با پیشرفت های فنی در حال انجام در مطالعه فرآیند جداسازی فاز پروتئین و افزایش داده ها در مورد نقش آن در عملکرد و اختلال عملکرد سلولی، اکنون می توان رابطه علت و معلولی بین این اهداف و بیماری ها را درک کرد.