혁신적인 프로세스: 연구원들은 Omikron을 더 잘 이해하기 위해 3D 모델을 구축합니다.

[이매진]

혁신적인 프로세스: 연구원들은 Omikron을 더 잘 이해하기 위해 3D 모델을 구축합니다.

https://www.focus.de/gesundheit/news/laut-science-durchbruch-des-jahres-revolutionaeres-verfahren-forscher-bauen-3d-modelle-um-omikron-besser-zu-verstehen_id_25619219.html

Revolutionäres Verfahren: Forscher bauen 3D-Modelle, um Omikron besser zu verstehen

2021년 12월 17일 금요일 오전 7시 54분

Omikron의 분석에는 완전히 새로운 기술이 사용됩니다. 이를 통해 단백질의 형태와 작용 방식을 그 어느 때보다 쉽게 ​​연구할 수 있습니다. 연구와 의학은 그것을 혁신할 수 있습니다.

연구원들은 이미 인체에 대해 잘 알고 있습니다. 혈관이 어떻게 생겼는지, 왜 암이 발병하는지, 어떤 세포가 시력에 중요한지 등입니다. 그러나 아주 작은 규모에서는 그림이 그렇게 선명하지 않습니다. 왜냐하면 우리의 단백질 중 극히 일부(이것은 신체의 필수 구성 요소)만이 어떻게 생겼는지 정확히 무엇을 하는지 알고 있기 때문입니다. 그러나 인공 지능(AI)의 도움으로 빠르게 변화하고 있습니다.

신약 개발에 도움이 되는 새로운 방법

그 이유는 시간과 비용이 많이 드는 측정 방법 없이도 단백질의 3차원 구조를 고정밀도로 계산하는 새로운 컴퓨터 프로그램 때문입니다. 단백질의 모양과 기능을 알면 신체의 생물학적 과정과 질병을 더 잘 이해할 수 있다고 Martinsried에 있는 막스 플랑크 생화학 연구소의 Andreas Bracher는 설명합니다.

이 지식은 신약을 찾을 때도 도움이 된다고 Bracher는 말합니다. 새로운 접근 방식의 도움으로 연구자들은 특정 단백질에 정확하게 맞춤화된 약물 후보를 개발하기를 원합니다. 다른 전문가들은 새로운 Omikron Corona 변형용 소프트웨어를 사용합니다. 그들은 소위 스파이크 단백질의 형태에 대한 게놈 돌연변이의 영향을 조사합니다. 변형된 모양은 인간 항체가 더 이상 결합할 수 없고 면역 보호 기능이 저하됨을 의미할 수 있습니다.

"Science" 저널에 따르면 올해의 돌파구

전문 잡지 "Science"는 새로운 접근 방식을 매우 중요하게 여기고 있어 이를 올해의 과학적 돌파구로 선정했습니다. "단백질 접힘의 돌파구는 과학적 성취와 가능한 미래 연구에 대한 관점 모두에서 역사상 가장 위대한 것 중 하나"라고 "Science"의 편집장인 홀든 소프(Holden Thorp)는 씁니다. 그는 유전 공학에 혁명을 일으킨 유전 가위 Crispr과 비교합니다.

단백질은 작아서 현미경으로도 볼 수 없습니다. 따라서 지금까지 X선 결정학 및 극저온 전자 현미경과 같은 방법을 사용하여 구조를 연구하는 데 시간과 비용이 많이 소요되었습니다. Science에 따르면 단일 단백질 구조를 해독하는 데는 일반적으로 몇 년이 걸리고 수십만 달러가 소요될 수 있습니다.

MPI 연구원인 Bracher는 "많은 인간 단백질의 경우 이전에는 어떻게 생겼는지 알지 못했습니다. 지금까지 실험적으로 결정된 구조는 인간 단백질의 3분의 1에 대해서만 데이터베이스에 저장되었습니다. 많은 경우 부분적인 영역만 조사되었습니다.

프로그램은 단백질 분석에 수반되는 노력을 최소화합니다.

새로운 프로그램인 AlphaFold 및 RoseTTAFold를 사용하면 더 이상 많은 노력이 필요하지 않습니다. 인공 지능을 전문으로 하는 Google의 자매 회사 Deepmind에서 일하는 AlphaFold 개발자 John Jumper가 이끄는 팀은 이미 거의 모든 인간 단백질의 구조를 제시했습니다. "네이처" 저널은 점퍼를 현재 세계에서 가장 권위 있는 과학자 중 상위 10위 목록에 포함하고 있습니다. 그의 AI 지원 프로그램은 이미 연구된 단백질 구조가 저장된 데이터베이스의 도움으로 실제로 스스로 훈련합니다.

단백질은 일종의 정의된 코일을 형성한 다음 특정 작업을 수행하는 긴 사슬로 구성됩니다. 일부 단백질(효소)은 당 분자를 분해할 수 있고 다른 단백질은 근육의 구조적 요소입니다. 사슬은 소위 아미노산이라고 하는 빌딩 블록이 차례로 늘어서 구성되어 있습니다. 그들의 서열은 우리의 유전적 구성에 의해 미리 결정됩니다. 다양한 단백질의 아미노산 서열을 결정짓는 유전자는 총 2만여 개에 이른다. 그것이 공으로 접힐 때 아미노산 사이의 인력이 무엇보다도 중요한 역할을 합니다.

연구원들은 단백질의 3D 모델을 만듭니다.

연구자가 특정 유전자를 알고 있다면 수십 년 동안 종이나 컴퓨터에서 단백질의 아미노산 사슬을 추론할 수 있습니다. 그러나 지금까지는 더 이상 고민하지 않고 단백질 공의 정확한 모양과 구조를 결정할 수 없었습니다. "그러나 이것은 단백질이 어떻게 작용하는지 이해하기 위해서는 매우 중요합니다."라고 AlphaFold와 함께 일하는 Bracher가 설명합니다.

연구자들이 자유롭게 접근할 수 있는 새로운 프로그램은 이제 이 격차를 정확히 좁힙니다. Bracher가 설명하는 것처럼 게놈에 의해 주어진 단백질의 아미노산 서열은 3차원 모델을 생성하기에 충분합니다. "몇 년 동안 단백질의 구조를 결정하는 작업을 했다면 이제 컴퓨터에 아미노산 서열을 입력하는 것으로 충분합니다."비디오 참조: 1000, 1500 또는 2000유로 연금: 이것은 노년기에 가난하지 않기 위해 벌어야 하는 금액입니다.