Gli scienziati dell’Università di Cambridge hanno svelato un atlante delle proteine che descrive in dettaglio le loro interazioni all’interno delle cellule umane, offrendo informazioni significative sui meccanismi delle malattie e sulle funzioni cellulari.
I ricercatori dell’Università di Cambridge hanno sviluppato un atlante innovativo delle proteine che ne chiarisce il comportamento e l’organizzazione all’interno delle cellule umane. Questo strumento innovativo è promettente per scoprire le origini di malattie legate al malfunzionamento delle proteine, come la demenza e vari tumori.
L'atlante, pubblicato in Nature Communications, ha permesso agli scienziati di identificare nuove proteine responsabili di numerose funzioni vitali del corpo. La ricerca si concentra su un particolare tipo di componente cellulare noto come condensato. Agendo come centri organizzativi per le proteine, i condensati sono anche siti critici in cui spesso iniziano i processi patologici.
"Il modello ci ha permesso di scoprire nuovi componenti nei compartimenti senza membrana in biologia, nonché di scoprire nuovi principi alla base della loro funzione", ha detto in una conferenza stampa il ricercatore capo dello studio, Tuomas Knowles, professore di chimica fisica e biofisica. comunicato stampa.
Le cellule sono costituite da molecole meticolosamente organizzate e una strategia organizzativa prevede che le proteine si riuniscano all'interno di condensati. Questi centri microscopici sono parte integrante delle operazioni cellulari, ma fino ad ora non esisteva una mappa completa che specificasse in dettaglio quali proteine si aggregano in quali condensano.
"Fino ad oggi non abbiamo una mappa completa di quali proteine si uniscono in quali condensati, ma nel nostro lavoro forniamo un primo atlante di questo tipo", ha aggiunto Knowles, sottolineando la natura nuova del loro risultato.
Riconoscendo le complesse regole che dirigono il comportamento delle proteine all’interno delle cellule, il team di Cambridge ha utilizzato l’intelligenza artificiale (AI) per creare il proprio atlante. Hanno utilizzato ampi database, come StringDB e BioGRID, contenenti grandi quantità di dati cellulari, insieme a studi più dettagliati sui singoli condensati.
L’approccio basato sull’intelligenza artificiale ha consentito al team di navigare e sintetizzare set di dati complessi e voluminosi, espandendo la propria capacità di caratterizzare l’intero panorama cellulare, che in precedenza era limitato a una manciata di proteine.
Questo modello ci ha permesso di "fare previsioni su ogni singola proteina in una cellula, dove si troverebbe esattamente e con che tipo di altre proteine interagisce", Kadi Liis Saar, primo autore della ricerca e borsista post-dottorato presso il Center for Malattie da misfolding, si legge nel comunicato stampa. “Ci auguriamo che ciò generi opportunità per i ricercatori e apra nuove possibilità di intervento nelle malattie associate alla formazione aberrante di condensa”.
L'atlante ha già prodotto scoperte entusiasmanti; l'intelligenza artificiale ha identificato proteine precedentemente non osservate all'interno della cellula modello, fungendo da convalida della sua accuratezza. Queste nuove proteine svolgono un ruolo significativo nelle funzioni corporee, come la distribuzione del grasso, la formazione di actina all’interno delle cellule e la sintesi di nuove proteine.
“Nel nostro studio, abbiamo scoperto proteine all’interno dei condensati che non erano mai state viste prima”, ha aggiunto Saar, chiarendo il potenziale di queste intuizioni per aprire la strada a nuove scoperte riguardanti i ruoli biologici dei condensati e i loro meccanismi di formazione.
Questo lavoro pionieristico promette di essere una risorsa vitale per i ricercatori di tutto il mondo, pronta a guidare nuove ricerche scientifiche e approcci terapeutici per le malattie radicate nella disfunzione proteica.