Sztuczna inteligencja ujawnia adaptacje białek ekstremalnych mikrobów do warunków wysokiego ciśnienia w oceanie

WarsawNaukowcy wykorzystali narzędzie sztucznej inteligencji firmy Google, AlphaFold, do badania, jak białka w mikrobach odpornych na wysokie temperatury, takich jak Thermus thermophilus, przetrzymują ekstremalne ciśnienie, na przykład w Rowie Mariańskim. Badania te, opublikowane w czasopiśmie PRX Life, pomagają zrozumieć, jak życie może ewoluować w warunkach wysokiego ciśnienia. Mają również istotne znaczenie dla badania życia na Ziemi i innych planetach.

T. thermophilus, znany z odporności na wysokie temperatury, został przetestowany w warunkach zbliżonych do ekstremalnego ciśnienia występującego w najgłębszych częściach oceanu. Okazało się, że 60% jego białek jest w stanie wytrzymać tak wysokie ciśnienie dzięki elastycznym strukturalnym właściwościom i dodatkowej przestrzeni między atomami, co pozwala im na kompresję bez zmiany kształtu. Jednak 40% białek zmieniło swój kształt i nie było w stanie znieść takich warunków.

Kluczowe wnioski z eksperymentu to: spośród ponad 2500 białek, 60% zachowało swoją strukturę pod wysokim ciśnieniem; narzędzie AI, AlphaFold, prognozowało struktury białek, co przyspieszyło badania; białka z dodatkowymi przestrzeniami atomowymi okazały się bardziej odporne na kompresję.

Stephen Fried, główny badacz, podkreśla, że wyniki te pokazują, jak podstawowe składniki życia organizują się, aby radzić sobie ze stresem. Badanie również wskazuje, że sztuczna inteligencja odegrała kluczową rolę w tym odkryciu naukowym, wyraźnie pokazując, że zidentyfikowanie wszystkich białek w organizmie pomagających w odporności na stres zajęłoby wiele lat przy użyciu starych metod.

Zobacz również:

Dzisiaj · 12:28

Sztuczna inteligencja przewiduje skutki rzadkich wariantów genetycznych

Poznanie procesu składania się białek w ekstremalnych warunkach może przyczynić się do opracowania trwałych białek, które znajdą zastosowanie w przemyśle i medycynie. Na przykład stabilne enzymy działające pod wysokim ciśnieniem mogą zrewolucjonizować produkcję leków. Taka wiedza może również wspierać badania nad możliwością istnienia życia w środowiskach o wysokim ciśnieniu na innych planetach, takich jak głębiny oceanów, które się tam znajdują.

Badania te mogą zainspirować kolejne studia nad nieznanymi zakątkami Ziemi, gdzie żyją unikalne organizmy. Istoty te potrafią przetrwać w warunkach, które byłyby śmiertelne dla większości innych form życia, i mogą nauczyć nas, jak życie potrafi się adaptować i zachować swoją odporność.

Przyszłe badania prawdopodobnie skoncentrują się na organizmach żyjących w głębinach oceanu pod dużym ciśnieniem. Naukowcy mogą również badać warunki ciśnienia wyższe niż te występujące w oceanie, aby odkryć nowe sposoby działania białek. Te badania mogą przyczynić się do odkrycia nowych leków i metod leczenia.

Badania te pokazują, w jaki sposób sztuczna inteligencja i nauka współpracują, aby pomóc nam zrozumieć, jak podstawowe jednostki życia przetrwają w ekstremalnych warunkach.