KI-Revolution: Moleküle und ihre Transportentschlüsselung

BerlinTransportproteine erleichtern den Molekültransport in und aus den Zellen. Diese Proteine befinden sich in den Zellmembranen und arbeiten, indem sie ausschließlich spezifischen Molekülen, den sogenannten Substraten, den Durchtritt erlauben. Bisher war es schwierig herauszufinden, welche Proteine welche Substrate transportieren. Forscher haben dazu hauptsächlich Experimente eingesetzt, um die passenden Transporter mit den entsprechenden Substraten zu identifizieren. Doch eine neue Entwicklung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf bietet jetzt eine vielversprechende KI-gestützte Methode zur Lösung dieses Problems.

Ein Forscherteam hat ein Werkzeug namens SPOT entwickelt, das künstliche Intelligenz nutzt, um vorherzusagen, welche Moleküle mit bestimmten Transporterproteinen interagieren. Dieses Tool analysiert Transporterproteine und Moleküle anhand von Zahlen, die leicht von der KI verarbeitet werden können. Mit über 8.500 bekannten Beispielen für das Training kann SPOT mit einer Genauigkeit von über 92 % Vorhersagen treffen.

Dieses Werkzeug vereinfacht den Ablauf, indem es das Erledigen deutlich einfacher und unkomplizierter macht.

• Verringert den Bedarf an aufwendigen experimentellen Kombinationen.
• Beschleunigt die Identifizierung von Transporter-Substrat-Paaren.
• Erweitert die potenziellen Anwendungen über begrenzte Proteinklassen hinaus.
• Unterstützt die Entwicklung biotechnologischer Lösungen.
• Verbessert die Medikamentenzufuhr durch Anpassung an zellspezifische Transporter.

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SPOT ist in vielen Bereichen nützlich. In der Biotechnologie verbessert es Stoffwechselwege in lebenden Organismen, um Produkte wie Biokraftstoffe herzustellen. Diese Methode erleichtert die Entwicklung neuer, konstruierter Produkte, indem sie Stoffe mit den richtigen Transportern kombiniert. In der Pharmaindustrie kann es Medikamente so entwerfen, dass sie mit bestimmten Transportern arbeiten, was bedeutet, dass Arzneimittel nur die richtigen Zellen beeinflussen. Dies erhöht die Wirksamkeit der Medikamente und minimiert unerwünschte Nebenwirkungen.

SPOT nutzt KI, um wertvolle Erkenntnisse für die personalisierte Medizin und neue biotechnologische Lösungen zu liefern. Diese Methode übertrifft traditionelle Ansätze, indem sie große Mengen biologischer Daten und komplexe Algorithmen einsetzt, um das Gebiet der Zellbiologie voranzutreiben. SPOT ermöglicht ein besseres Verständnis des zellulären Materialtransports und eröffnet neue Chancen für Fortschritte in der Biotechnologie und Pharmazie.