A mitocôndria, muitas vezes conhecida como Power House da célula, desempenha um papel importante na função celular, tornando -a um órgão importante de estudos básicos, engenharia metabólica e tratamento da doença. Apenas um número limitado de sequências de direcionamento mitocondrial existentes, com um novo estudo do Carl and Wage Institute for Genomic Biology, demonstra o uso da inteligência artificial para novos designs.
Muitos que cada órgão desempenha um papel importante no corpo humano – os pulmões para o coração ou respiração são conhecidos como células – células conhecidas como organis, que contribuem para a função celular geral. Esses organis têm características e ambiente distintos para as células para as células.
As células mitocondrrianas são a posição ideal para vários processos celulares, incluindo um organo especializado e seu ambiente exclusivo para as células gerarem energia. As mitocôndrias vazias também estão envolvidas no estado de envelhecimento e doença.
“Os pesquisadores querem estudar biologia das mitocôndrias que não podem ser usadas com eficiência sem o uso de sequências direcionadas”, disse o Whime Zhao (líder de BSD/Kabbi/CGD/MMG), o Stevens da Universidade da Universidade de Illinois Urbana-Change. “Mas atualmente estamos limitados pela disponibilidade dessas seqüências de direcionamento mitocondrial ou MTSs”.
Para manter empresas e processos celulares, existem medidas complexas para garantir que a carga de proteínas tenha sido fornecida no lugar certo. No entanto, em vez de usar qualquer endereço e carimbos para enviar por toda a célula, as proteínas são marcadas para seqüências de alvo de aminoácidos exclusivas para fornecer a um órgão específico.
Os MTs encontrados na natureza contêm 10 a 120 aminoácidos de comprimento, a média de cerca de 35 aminoácidos. Atualmente, apenas um punhado de MTSS foi identificado e usado e suas sequências não têm padrões estimados, o que dificulta os novos designs artificiais. “Existem alguns MTSs que foram identificados e as pessoas usam a mesma sequência repetidamente”, Ashutosh Bub, o primeiro autor da publicação do grupo Zhoor e ex -estudante de doutorado.
“Uma das questões é para diferentes proteínas de passageiros, há uma sequência alvo favorável separada. Em segundo lugar, se as mesmas seqüências forem frequentemente usadas, especialmente na engenharia metabólica, pode realmente levar a reescrita gay e depois levar à instabilidade genética.
O desafio é que a capacidade de direcionamento mitocondrial de um MTS deriva de produtos químicos e propriedades estruturais em espaços 3D, em vez de sua ordem 2D de aminoácidos. O gerador pode resolver esse problema procurando padrões complexos nos dados de treinamento de IA – nesse caso, os MTSs são encontrados na natureza – o que é difícil para as pessoas reconhecer e se conectar.
A equipe de pesquisa identificou as principais características do MTS, usando uma estrutura educacional profunda sem nome, conhecida como verial autoo -codificador, que tem uma tendência a ser carregada positivamente e a formação de Amplic e uma hélice. Eles então projetaram um milhão de MTSs expostos à AI e testaram experimentalmente 41 recursos de direcionamento mitocondrial. Usando microscopia de confocação para estudar validade, eles alcançaram taxas de sucesso de 50 a 100 % em leveduras, células vegetais e células de mamíferos.
Para uma exibição mais aprofundada da utilidade dos MTSs expostos a A,, os pesquisadores aplicaram sequências-alvo para engenharia metabólica e suprimento de proteínas-que podem ser benéficas para o tratamento posterior. Eles também retrataram como ajudar e entender a evolução de sequências duplas de luminar para mitocôndrias e cloroplastos, destacando a largura das perguntas científicas que podem ser estudadas usando essa tecnologia.
No geral, esta pesquisa identificou o primeiro gerador do laboratório para o Zhao Research Group como um marco importante como publicação de IA. O estudo foi realizado para verificar as pesquisas de IA na profundidade do trabalho experimental, especialmente único.
“Os recursos das seqüências de destino no laboratório levaram muito tempo, mas queríamos destacar sua aplicação em termos de engenharia metabólica e terapêutica”, disse Bubb. “Este projeto expandiu uma parte significativa do meu doutorado, me desafiou a tornar minhas habilidades mais largas que o laboratório. Fortalece o meu pensamento crítico e criando um estudo científico severo, além de me dar a oportunidade de trabalhar com pessoas ótimas e rápidas em um ambiente divertido e rápido, o que torna agradável e recompensa”.
Zhao disse: “A IA está muito acalorada no momento, e as pessoas estão especialmente interessadas nas possíveis aplicações da IA no domínio científico. Este projeto prova claramente que o gerador é uma ferramenta útil para a biologia sintética e biotecnologia da IA”.
