شناسایی خانواده جدیدی از ژن ها در باکتری روده با کمک هوش مصنوعی
بازار مقاله: پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود نشان داده اند که یک نرم افزار مبتنی بر هوش مصنوعی می تواند خانواده ای از ژن ها را در باکتری های روده شناسایی کند و کمکی برای درمان بیماریهای باکتریایی باشد.
به گزارش بازار مقاله به نقل از ایسنا و به نقل از سایت رسمی "مرکز پزشکی دانشگاه تگزاس ساوت وسترن"(UTSW)، پژوهشگران با بهره گیری از هوش مصنوعی، خانواده جدیدی از ژنهای سنسور را در باکتری های روده کشف کرده اند که بواسطه ساختار و احتمالاً عملکرد خود با یکدیگر مرتبط هستند؛ نه بواسطه توالی ژنتیکی. این پژوهش، روش جدیدی را برای شناسایی نقش ژنها در گونه های غیرمرتبط ارائه می کند و می تواند به ارائه روش های جدیدی برای مبارزه با عفونت های باکتریایی روده بپردازد.
دکتر "کیم اورث"(Kim Orth)، استاد زیست شناسی مولکولی و بیوشیمی مرکز پزشکی دانشگاه تگزاس ساوت وسترن و سرپرست این پژوهش اظهار داشت: ما با روشی برعکس روشی که بطور معمول انجام می شود، شباهت هایی را در این پروتئین ها شناسایی کردیم. دکتر "لیزا کینچ"(Lisa Kinch) بجای استفاده از توالی یابی، به دنبال مطابقت در ساختار آنها بود.
لابراتوار دکتر اورث مدت هاست که چگونگی ایجاد عفونت ها توسط باکتری های دریایی و پای رودی را بررسی می کند. دکتر اورث و همکارانش در سال ۲۰۱۶، از بیوفیزیک برای توصیف ساختار دو پروتئین به اسامی "VtrA" و "VtrC" استفاده کردند که در یک گونه باکتری به نام "ویبریو پاراهمولیتیکوس"(Vibrio parahaemolyticus) وجود دارند. سپس اورث و گروهش، ترکیب VtrA/VtrC را در ویبریو پاراهمولیتیکوس کشف کردند که اغلب، علت مسمومیت غذایی ناشی از صدف های آلوده است.
بااینکه تعدادی از خاصیت های ساختاری VtrA، مشابه خاصیت های پروتئینی به نام "ToxR" هستند که در یک باکتری به نام "ویبریو کلرا"(Vibrio cholerae) یافت می شود که عامل وبا است اما معین نیست که آیا ساختار VtrC، در هر باکتری دیگری وجود دارد یا خیر. دکتر کینچ اظهار داشت: ما هیچ گاه چیزی شبیه به VtrC ندیده بودیم اما فکر می کردیم که پروتئین های دیگری مانند آن باید وجود داشته باشند.
پژوهشگران در این پروژه، به استفاده از نرم افزاری به نام "آلفافولد"(AlphaFold) روی آوردند که دو سال پیش ابداع شد. این نرم افزار مبتنی بر هوش مصنوعی می تواند ساختار تعدادی از پروتئین ها را بر طبق توالی ژنتیکی که آنها را کدگذاری می کند، به دقت پیش بینی نماید. این اطلاعات پیش تر فقط بوسیله کار سخت در لابراتوار به دست می آمدند.
آلفافولد نشان داد که ساختار پروتئینی به نام "ToxS" در ویبریو کلرا، بسیار شبیه به ساختار VtrC است؛ حتی اگر هیچ بخش قابل تشخیصی در این دو پروتئین مشترک نباشد. هنگامی که پژوهشگران به دنبال پروتئین هایی با خاصیت های ساختاری مشابه در سایر موجودات گشتند، ساختار VtrC را در چندین گونه باکتری روده دیگر یافتند که عامل بیماریهای انسانی بودند. همچون این باکتری ها می توان به "یرسینیا پستیس"(Yersinia pestis) و "بورخولدریا پسومالئی"(Burkholderia pseudomallei) اشاره نمود.
دکتر اورث اظهار داشت: این شباهت های ساختاری در نهایت می توانند به تولید داروهایی کمک کنند که بیماریهای ناشی از ارگانیسم های عفونی مختلف را درمان می کنند که بر راهبردهای لطمه شناسی مشابهی تکیه دارند.
این پژوهش، در مجله "PNAS" به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب