Ученые установки "Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ)", строящейся под Новосибирском, определили пространственную структуру ряда белков трех недавно обнаруженных в Китае и Японии вирусов, переносимых клещами. Эти вирусы вызывают у людей лихорадку, снижение уровня тромбоцитов и лейкоцитов в крови, нарушения работы печени, сообщили в пресс-службе СКИФ.
Знание структуры белков необходимо для понимания функционирования живых организмов, механизмов развития заболеваний, создания эффективных лекарств и вакцин. Однако определение структуры белка - длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Упростить его позволит технология машинного обучения, считают ученые.
"Разработанная учеными программа позволила сопоставить экспериментальные данные о структуре белков этих вирусов с моделями, предсказанными нейросетями, что ускорило отбор целевых кандидатов из предсказанных структур. Полученные данные позволят лучше разобраться в жизненном цикле исследуемых вирусов и ускорят процесс разработки эффективных лекарственных препаратов и вакцин", - сообщили в пресс-службе.
Там отметили, что разработанная учеными программа позволит многократно ускорить процесс уточнения и подтверждения структуры белков. Ее преимуществом является способность обрабатывать большое количество предсказанных нейросетями вариантов за минуты, что в сотни раз ускоряет процесс верификации белковых структур. Программа будет доступна и открыта для бесплатного пользования всем исследователям.
"Белки - это большие молекулы, они могут иметь совершенно разные формы - вытянутые, шарообразные, изогнутые, в форме сердечка и так далее. Задача разработанной программы - преобразовать предсказанные нейросетью структуры <...> и в итоге получить форму белка. После чего мы можем сравнить форму молекулы белка, определенную исходя из экспериментальных данных, с результатами, полученными с помощью нейросетей, чтобы выбрать наиболее вероятную структуру", - цитирует пресс-служба автора разработки, сотрудника СКИФ Антона Ведькала.
Ученые провели компьютерное моделирование для анализа траекторий движения атомов в исследуемых белках трех новых вирусов и определили формы этих молекул в Шанхайском центре синхротронного излучения. Далее при помощи трех нейросетей были предсказаны варианты структур белков, однако количество кандидатов было более 100, кроме того, результаты, выдаваемые ИИ-модулями, требуют подтверждения другими методами. В результате проведенной работы был предсказан набор третичных структур белков. Полученные данные позволят лучше разобраться в жизненном цикле исследуемых вирусов, отметили в пресс-службе СКИФ.