AI onthult hoe extreme microben levensbouwstenen aanpassen aan hoge druk

AmsterdamWetenschappers hebben de AI-tool van Google, AlphaFold, gebruikt om te onderzoeken hoe eiwitten in de hitte-liefhebbende microbe Thermus thermophilus extreme druk zoals die in de Marianentrog overleven. Dit onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift PRX Life, helpt ons te begrijpen hoe leven zich kan ontwikkelen in omgevingen met hoge druk. Het heeft ook belangrijke implicaties voor de studie van leven op aarde en andere planeten.

T. thermophilus, bekend om zijn vermogen om hoge temperaturen te weerstaan, werd getest onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met de extreme druk in de diepste delen van de oceaan. Uit de test bleek dat 60% van zijn eiwitten deze hoge druk kan doorstaan dankzij hun flexibele structuren en de extra ruimte tussen hun atomen, waardoor ze kunnen samendrukken zonder hun vorm te verliezen. Echter, 40% van de eiwitten veranderde van vorm en konden dezelfde omstandigheden niet aan.

Belangrijke bevindingen van het experiment zijn onder andere:

• Van de meer dan 2.500 eiwitten behield 60% hun structuur onder hoge druk.
• Het AI-instrument AlphaFold voorspelde eiwitstructuren, wat het onderzoek versnelde.
• Eiwitten met extra ruimte tussen de atomen bleken beter bestand tegen compressie.

Stephen Fried, een hoofdonderzoeker, benadrukt dat deze resultaten laten zien hoe de basisonderdelen van het leven zich organiseren om stress te hanteren. De studie vermeldt ook dat AI een cruciale rol speelde bij deze wetenschappelijke ontdekking, en maakt duidelijk dat het identificeren van alle eiwitten in een organisme die helpen bij stressbestendigheid met oude methoden vele jaren zou hebben gekost.

Lees ook:

Vandaag · 18:07

Nieuwe AI-technologie verhoogt nauwkeurigheid van depressiediagnoses met 97,53% dankzij spraak- en EEG-analyse

Inzicht in hoe eiwitten zich vouwen onder extreme omstandigheden kan helpen bij het creëren van duurzame eiwitten voor industriële en medische toepassingen. Zo zouden stabiele enzymen onder hoge druk de manier waarop we medicijnen produceren, kunnen veranderen. Bovendien kan deze kennis leiden tot onderzoek naar de mogelijkheid van leven in hoge-drukomgevingen op andere planeten, zoals de diepe oceanen die daar mogelijk voorkomen.

Dit onderzoek zou kunnen leiden tot meer studies van onbekende plekken op aarde waar unieke organismen leven. Deze organismen overleven onder omstandigheden die voor de meeste andere levensvormen dodelijk zouden zijn en kunnen ons leren hoe leven zich aanpast en veerkrachtig blijft.

Toekomstig onderzoek zal zich waarschijnlijk richten op meer organismen die in de diepzee onder hoge druk leven. Wetenschappers zouden ook drukcondities kunnen bestuderen die groter zijn dan die in de oceaan om nieuwe manieren te vinden waarop eiwitten werken. Deze onderzoeken kunnen helpen bij het ontdekken van nieuwe medicijnen en behandelingen.

Dit onderzoek toont aan hoe kunstmatige intelligentie en wetenschap samenwerken om te begrijpen hoe de basisbouwstenen van het leven overleven onder extreme omstandigheden.