מדענים מאוניברסיטת קיימברידג' פיתחו אטלס של חלבונים המתאר כיצד הם מתנהגים בתוך תאים אנושיים. ניתן להשתמש בכלי זה כדי לחפש את מקורן של מחלות הקשורות להתנהגות לא נכונה של חלבונים כגון דמנציה וסוגי סרטן רבים.
האטלס, שמתפרסם ב תקשורת טבע, אפשרה לחוקרים למצוא חלבונים חדשים בתוך תאים שאחראים על מגוון תפקודי גוף חשובים. הצוות מתמקד בחלק דמוי טיפה בתא הנקרא קונדנסט שהוא מרכז מפגש לחלבונים ללכת ולהתארגן. מוקדים אלה הם גם אתרי מפתח שבהם מתחילים תהליכי מחלה.
התחזיות זמינות עם המאמר כך שחוקרים ברחבי העולם יוכלו לחקור את יעדי החלבון המעניינים שלהם ואת כל מערכות הקונדנסט שמסביב.
"המודל הזה אפשר לנו לגלות רכיבים חדשים בתאים חסרי ממברנה בביולוגיה וכן לגלות עקרונות חדשים העומדים בבסיס תפקידם." אמר פרופסור טומאס נואלס, שהוביל את המחקר הזה.
תאים עשויים ממולקולות מאורגנות בקפידה ושיטה אחת שבה הם משתמשים כדי לארגן את עצמם היא על ידי מפגש בתוך עיבוי. רכזת זו היא מיקרוסקופית ונמצאת בתוך תא. קונדנסטים אלה הם חלק מהמכונות החיוניות שגורמות לתאים חיים לעבוד.
עד היום לא הייתה לנו מפה מקיפה של איזה חלבונים נכנסים יחד לאילו קונדנסטים, אבל בעבודה שלנו אנחנו מספקים אטלס ראשון כזה".
פרופסור טומס נואלס
הכללים המכוונים חלבונים בתוך תאים אינם מובנים לחלוטין ולכן הצוות החליט לבנות את האטלס הזה כדי לחזות אילו חלבונים נפגשים בתוך עיבוי.
"מה שהניע את המחקר הזה היה הרצון להבין את המורכבות המלאה של עיבוי חלבונים וללכת שכבה עמוקה יותר ממה שחקרו מדענים עד כה", אמר ד"ר קאדי ליס סער, מחבר ראשון למחקר זה ועמית פוסט-דוקטורט במרכז למחלות מתקפלות.
החוקרים השתמשו בבסיסי נתונים גדולים, כגון StringDB ו-BioGRID, המכילים נתונים על היבטים רבים של תאים, יחד עם מחקרי מקרים מעמיקים יותר על קונדנסטים בודדים.
כוחה של AI מאפשר למדענים לשלב את הנתונים הללו למרות שהמידע מורכב, עצום וקשה להשוואה. כאשר עבודה קודמת התמקדה בקומץ חלבונים, האטלס יכול לאפיין את הנוף המלא של התא.
"עם האטלס הזה אנחנו יכולים לעשות תחזיות לגבי כל חלבון בודד בתא, היכן בדיוק הוא יימצא ואיזה סוגים של חלבונים אחרים הוא מקיים אינטראקציה", הגיב סער. "אנו מקווים שזה מייצר הזדמנויות לחוקרים ופותח אפשרויות חדשות להתערבות במחלות הקשורות להיווצרות קונדנסט חריגה".
ה-AI מצא חלבונים שנמצאים בתא המודל שמעולם לא נצפו קודם לכן. אם החלבונים הללו נמצאים כעת במעבדה, זהו אינדיקטור טוב לכך שה-AI מדויק.
"במחקר שלנו גילינו חלבונים בתוך קונדנסטים שמעולם לא נראו שם. חלבונים אלו מעורבים בתפקודים חשובים בגוף, כמו הפצת שומן, יצירת אקטין בתוך התאים ויצירת חלבונים חדשים. חלבונים אלו לא זוהו במחקר הקודם בו השתמשנו כמערכת האימונים שלנו.
"אנו מקווים שהנתונים הללו יאפשרו גילויים חדשים על התפקידים הביולוגיים של הקונדנסטים, כמו גם המניעים הביו-פיזיים מאחורי היווצרות הקונדנסט."
