Search
בינה מלאכותית מציגה את אותו דיוק כמו קרדיולוג באיתור מחלות לב ראומטיות

המחקר מבטל את הנעילה של סודות מבניים של חלבון APOB100 הקשורים למחלות לב

ליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה (LDL) – הידוע בכינויו כולסטרול רע – היו מזמן ברדאר של מדענים כתורם עיקרי למחלות לב. אולם עובדי הבעיות המיקרוסקופיים הללו הסתירו את פעולותיהם הפנימיות מאחורי מבוך של מורכבות. כלומר עד עכשיו.

במחקר חדש שפורסם ב טֶבַעחוקרי אוניברסיטת מיזורי חשפו לראשונה את הצורה והמבנה הספציפיים של אחד החלבונים החשובים ביותר אך המסובכים של הגוף: APOB100. החוקרים מצאו כי החוקרים מצאו כי החוקרים מצאו כי חלבון זה פועל כסוג של שלד חוץ -מולקולרי, ומאפשר להם לנסוע דרך זרם הדם, כך מצאו החוקרים.

הגילוי עשוי יום אחד להוביל לתכנון של תרופות חדשות שמכוונות LDL, ומספקות טיפולים מדויקים יותר למחלות כולסטרול גבוהות ומחלות לב ועלולות להפחית את תופעות הלוואי של תרופות שנקבעו באופן נרחב כמו תרופות סטטיניות.

כלים עיקריים לחלבון מיקרוסקופי

החוקרים זכרי ברנדן וקית קאסידי גויסו למיזו בגלל הידע שלהם במיקרוסקופיה של קריו-אלקטרונים, טכניקה המשתמשת באלקטרונים כדי לקבוע את מבנה התלת מימד של מולקולות ביולוגיות.

מומחיות זו, בשילוב עם השקעות תשתית משמעותיות במיזו – במיוחד בליבת המיקרוסקופיה האלקטרונית בבניין הבריאות של רוי בלאנט של NextGen Precision – הפכה את הממצא האחרון שלהם.

מיקרוסקופים קריו-אלקטרונים אלה מאפשרים לנו לראות דברים ברזולוציה גבוהה בהרבה מהמיקרוסקופים המסורתיים המוכרים לרובנו. במקום פשוט לראות את צורת התא, למשל, כלים אלה מאפשרים לנו לראות עכשיו איך חלבונים בודדים מעוצבים, שהם אלפי פעמים קטנים יותר מתא טיפוסי, וככה גילינו את הגילוי האחרון שלנו. המשמעות של הטכנולוגיה הזו לקידום מדעי היא מדהימה, ואנחנו אסיר תודה שמיזו השקיע גם באיתנו ובמחקר שלנו. "

זכרי ברנדסן, עוזר פרופסור, בית הספר לרפואה MU

לאחר שברנדסן, ביוכימאי, השתמש במיקרוסקופ הקריו-אלקטרוני הגבוה כמעט בן שתי קומות כדי לגלות כיצד APOB100 בנוי, מחברו המשותף, קאסידי, פיזיקאי במכללה לאמנויות ומדע, צייר תמונה מפורטת עוד יותר של החלבון באמצעות שילוב של בינה מלאכותית ואוסף מחשבוני העל הגבוהים של Mizzou בשם Hellbender, המאפשר לחוקרים לעבד כמויות אדירות של נתונים במהירויות רשומות.

"לעתים קרובות אנו חושבים על כולסטרול כרע גרידא, אך באופן כללי זו למעשה מולקולה שימושית ומועילה מאוד המעורבת בתהליכים חשובים רבים בכל הגוף, כמו בניית הורמונים ושמירה על נזילות קרום התא", Cassidy, עוזר פרופסור לפיזיקה ביולוגית , אמר. "על ידי שילוב רשת עצבית של AI בשם Alphafold עם תמונות המיקרוסקופיה הקריו-אלקטרונית, הצלחנו להשיג תמונה מפורטת עוד יותר ורזולוציה גבוהה יותר של מבנה APOB100. באופן אידיאלי, זה יכול להוביל לטיפולים ממוקדים יותר שמפחיתים את מחלות הלב סיכונים קשורים מבלי להפריע לכל היתרונות הכולסטרול מביא בגוף. "

מדע בסיסי, השפעה גדולה בתמונה

התגלית לא רק מסייעת לחוקרים להבין טוב יותר את ההיבטים הבסיסיים של חילוף החומרים של שומן וכולסטרול, אלא שהיא עלולה להוביל גם להתפתחות של בדיקות וטיפול טוב יותר, יותר ספציפיים לכולסטרול "רע", אמר ברנדסן.

"הדרכים הנפוצות ביותר לבדיקה לרמות הכולסטרול אינן ספציפיות כרגע", אמר. "קדימה, אם נוכל לבדוק כמה עותקים של APOB100 זה נמצאים בדם שלך, זה יהיה אינדיקטור מדויק יותר לסיכון למחלות לב."

גם ברנדסן וגם קאסידי היסטוריה משפחתית של מחלות לב – גורם המוות המוביל ברחבי העולם – כך שהמחקר שלהם הוא אישי.

"אנו מנסים לגשר על הפער בין המדע הבסיסי שאנו מבצעים כעת לבין היתרונות הבריאותיים המיושמים בהמשך הדרך", אמר ברנדסן. "העבודה שלנו יכולה לעזור להועיל לבריאות הציבור הרחב, ולכן זה מאוד משתלם לעשות את מה שאנחנו עושים."

"המבנה של אפוליפופרוטאין B100 מליפופרוטאין אנושי בצפיפות נמוכה" פורסם ב טֶבַעו

דילוג לתוכן