
Microtúbulos que resaltan el cuerpo celular (púrpura) con núcleo (amarillo) y condensados (azul). Crédito: Andrew Seiber
La Universidad de Cambridge desarrolló un atlas de proteínas que mapea el comportamiento de las proteínas en las células humanas, mejorando la comprensión de enfermedades como la demencia y el cáncer. Esta investigación utiliza IA para descubrir nuevas proteínas y sus interacciones dentro de los condensados celulares.
En la Universidad de Cambridge, los científicos han desarrollado un atlas de proteínas que describe cómo se comportan en las células humanas. La herramienta se puede utilizar para encontrar el origen de enfermedades asociadas con el mal comportamiento de las proteínas, como la demencia y muchos cánceres.
Atlas, publicado hoy (10 de julio).
Explorando los condensados de proteínas
Las células están formadas por moléculas cuidadosamente organizadas y un método que utilizan para organizarse es reuniéndose dentro de un condensado. Este centro es microscópico y se encuentra dentro de la célula. Estos condensados forman parte de la maquinaria que las células vivas necesitan para funcionar.
«Hasta ahora no hemos tenido un mapa completo de qué proteínas van juntas en qué condensados, pero en nuestro trabajo proporcionamos el primer atlas de este tipo», dijo Knowles.
Uso de IA en la investigación de proteínas
Debido a que las reglas que dirigen las proteínas dentro de las células no se comprenden completamente, el equipo decidió construir este atlas para predecir qué proteínas se encuentran dentro de los condensados.
«El deseo de comprender toda la complejidad de los condensados de proteínas y profundizar más de lo que los científicos han explorado hasta ahora motivó esta investigación», dijo el Dr. Para enfermedades de falso pliegue.
Los investigadores utilizaron grandes bases de datos como StringDB y BioGrid, que contienen datos sobre muchos aspectos de las células, así como estudios de casos más detallados sobre condensados individuales.
El poder de la IA permite a los científicos integrar estos datos, aunque la información sea compleja, vasta y difícil de comparar. Si bien los trabajos anteriores se centraron en un puñado de proteínas, el atlas caracteriza todo el paisaje de la célula.
«Con este atlas podemos hacer predicciones sobre cada proteína de la célula, dónde se encuentra exactamente y con qué tipo de otras proteínas interactúa», comentó Saar. «Esperamos que esto cree oportunidades para los investigadores y abra nuevas posibilidades de intervención en enfermedades asociadas con la formación anormal de condensado».
Descubriendo nuevas proteínas
La IA descubre proteínas nunca antes observadas en una célula de muestra. Si estas proteínas se encuentran ahora en el laboratorio, será un buen indicador de que la IA es precisa.
«En nuestro estudio, descubrimos proteínas en los condensados que nunca antes se habían visto. Estas proteínas participan en funciones importantes del cuerpo, como la distribución de grasa, la formación de actina dentro de las células y la formación de nuevas proteínas. Estas proteínas no fueron detectadas en el estudio anterior que utilizamos como nuestro conjunto de entrenamiento.
«Esperamos que estos datos permitan nuevos descubrimientos sobre las funciones biológicas de los condensados y los impulsores biofísicos detrás de su formación».
Referencia: Kady L. Señor, Rob M. Scruton, Kotrina Blojnelite, Alexey S. Morgunov, Lydia L. Bien, Alfa A. Lee, Sara A. «Atlas de condensado de proteínas a partir de modelos predictivos de composición de condensado heteromolecular» por Teichmann y Tumas PJ Knowles, 10 de julio de 2024, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038/s41467-024-48496-7