A IA fez de novo.
Depois de resolver um dos maiores mistérios da biologia – prever a estrutura da proteína – decodificou como as proteínas se ligam em complexos e sonhou com novas estruturas de proteínas que podem ser transformadas em drogas para controlar nossa biologia básica, saúde e vida.
No entanto, quando confrontada com enormes complexos de proteínas, a IA vacilou. Até agora. Em uma façanha alucinante, um novo algoritmo decifrou a estrutura no centro da herança – um enorme complexo de cerca de 1.000 proteínas que ajuda a canalizar as instruções do DNA para o resto da célula. O modelo de IA é construído no AlphaFold pela DeepMind e RoseTTAfold do laboratório do Dr. David Baker na Universidade de Washington, que foram lançados ao público para mais experimentos.
Nossos genes estão alojados em uma estrutura semelhante a um planeta, apelidada de núcleo, para proteção. O núcleo é um castelo de alta segurança: apenas moléculas específicas podem entrar e sair para fornecer instruções de DNA para o mundo exterior – por exemplo, para fábricas de produção de proteínas na célula que traduzem instruções genéticas em proteínas.
No centro da regulação desse tráfego estão os complexos de poros nucleares, ou NPCs (wink to gamers). Eles são como pontes levadiças extremamente intrincadas que monitoram estritamente os meandros dos mensageiros moleculares. Nos livros de biologia, os NPCs geralmente se parecem com milhares de buracos de desenho animado pontilhados em um globo. Na realidade, cada NPC é uma maravilha arquitetônica maciçamente complexa, em forma de rosquinha, e um dos maiores complexos de proteínas em nossos corpos.
Por que se importar? Como enfrentar um enorme quebra-cabeça, resolver a estrutura do NPC é recompensador por si só. Mas como eles controlam como as informações de DNA são transmitidas para o resto da célula, os NPCs são essenciais para terapia genética, vacinas do tipo mRNA, CRISPR e potencialmente outros tratamentos genéticos que ainda não imaginamos.
“NPC [é] um ponto de acesso para mutações associadas a doenças e interações hospedeiro-patógeno”, disse o Dr. Di Jiang, editor sênior da Science, em um mergulho profundo em NPCs para sua última edição. “O trabalho relatado aqui representa um triunfo da biologia estrutural experimental.”
Um Enigma Estrutural
“Nuclear pores” soa como algo de um vídeo de cuidados com a pele. Mas para os biólogos celulares, eles são um enigma de décadas. “NPCs são essenciais para a vida”, explicou o Dr. Francis Collins, ex-diretor do National Institutes of Health (NIH).
Nossas fitas de DNA estão enroladas em torno de um carretel de proteína. Eles são então sequestrados dentro do núcleo, que protege o DNA de produtos químicos, vírus ou outros lixos potencialmente nocivos. Imagine embrulhar buracos de rosquinha em filme plástico de camada dupla – esse é o envelope nuclear. Agora faça alguns furos no invólucro