AI avslöjar hur extremofila mikrober anpassar livets byggstenar till högt tryck

StockholmForskare använde Googles AI-verktyg AlphaFold för att studera hur proteiner i den värmeälskande mikroorganismen Thermus thermophilus kan överleva extrema tryck som de i Marianergraven. Denna forskning, som publicerades i tidskriften PRX Life, ger insikt i hur liv kan utvecklas i miljöer med högt tryck. Det har också viktiga konsekvenser för att studera liv både på Jorden och på andra planeter.

T. thermophilus, känt för sin förmåga att tåla höga temperaturer, testades under förhållanden som liknar det extrema tryck som finns i de djupaste delarna av havet. Det visade sig att 60% av dess proteiner klarar av detta höga tryck eftersom deras strukturer är flexibla och har extra utrymme mellan atomerna, vilket gör att de kan komprimeras utan att förlora sin form. Däremot ändrade 40% av proteinerna form och kunde inte hantera samma förhållanden.

Viktiga observationer från experimentet är följande: Av mer än 2 500 proteiner behöll 60 % sin struktur under högt tryck. AI-verktyget AlphaFold förutspådde proteinstrukturer och påskyndade forskningen. Proteiner med extra atomutrymme visade sig vara mer motståndskraftiga mot kompression.

Stephen Fried, en ledande forskare, betonar att dessa resultat visar hur livets grundläggande komponenter ordnas för att hantera stress. Studien påpekar också att AI hade en central roll i denna vetenskapliga upptäckt, vilket tydligt framhäver att det skulle ha tagit många år att identifiera alla proteiner i en organism som hjälper till med stressmotstånd med äldre metoder.

Läs också:

Idag · 00:44

AI avslöjar celltransport: Vilka molekyler går var?

Att förstå hur proteiner viker sig under extrema förhållanden kan bidra till att skapa hållbara proteiner för industriellt och medicinskt bruk. Exempelvis skulle stabila enzymer under högt tryck kunna revolutionera läkemedelstillverkningen. Denna kunskap kan också vägleda studier om möjligheten till liv i högtrycksmiljöer på andra planeter, såsom de djupa oceanerna där.

Denna forskning kan bana väg för fler studier av jordens okända områden där unika organismer lever. Dessa organismer överlever under förhållanden som skulle vara dödliga för de flesta andra livsformer och kan lära oss om hur liv anpassar sig och förblir motståndskraftigt.

Framtida forskning kommer sannolikt att fokusera på fler organismer som lever i djuphavet under högt tryck. Forskare kan också undersöka tryckförhållanden som överstiger de i havet för att hitta nya mekanismer hur proteiner fungerar. Dessa studier kan bidra till att upptäcka nya läkemedel och behandlingsmetoder.

Denna forskning visar hur AI och vetenskap tillsammans hjälper oss att förstå hur livets grundläggande enheter överlever under extrema förhållanden.