Połączenie tradycyjnych technik eksperymentalnych biologii molekularnej z metodami obliczeniowymi opartymi na sztucznej inteligencji zaproponowała grupa naukowców z Ruder Boškovic Instititute oraz z Faculty of Natural Sciences and Mathematics z Zagrzebia (Chorwacja) jako nowe podejście do produkcji charakterystycznych “odcisków palców” (ang. fingerprint) białek pochodzących z różnych tkanek. Podejście może w przyszłości doprowadzić do rozwoju bardzo nowoczesnych metod diagnostyki medycznej.

Białka jako cząsteczki odpowiedzialne za przeprowadzanie większości procesów w komórkach żywych, które stanowią najliczniejszą grupę cząsteczek. To maszyny molekularne, które umożliwiają import składników pokarmowych do wnętrza komórki i wydalanie produktów przemiany materii na zewnątrz, produkcję energii i transport materiałów wewnątrz komórki jak również regulują proces oddychania. Ze względu na ich niebagatelne znaczenie białka należą do najczęściej badanych cząsteczek.

U człowieka zidentyfikowano ponad pół miliona różnych typów białek, z których każdy typ przypisany jest do konkretnego typu komórek. Różne tkanki, jak mięśnie, kości, nerwy czy skóra rozróżnia się za pomocą unikalnych odcisków białek czyli specyficznej ilości różnych białek zawartych w komórkach. Co więcej, zmiany patologiczne w różnych typach tkanek mają wpływ na skład białek w danej tkance i dlatego technika odcisku palca białka może być wykorzystywana we wczesnej diagnostyce i identyfikacji różnych chorób takich jak rak czy infekcje.

Niestety produkcja odcisków wysokiej jakości jak dotąd była bardzo skomplikowana, kosztowna i czasochłonna. Jednak wykorzystując badania naukowców przeprowadzone na tkankach roślinnych z chrzanu upodobnionych do komórek nowotworowych zaproponowano nowe podejście, aby obejść te ograniczenia.

Zastosowanie metod obliczeniowych opartych na sztucznej inteligencji umożliwiło wytrenowanie komputera do precyzyjnego wydobywania najbardziej istotnych informacji potrzebnych do wykonania odcisku białka z raczej nieuporządkowanych danych otrzymanych w 1D elektroforezie białkowej, dobrze znanej, prostej, szybkiej i taniej metodzie eksperymentalnej biologii molekularnej. Ich wyniki stwarzają możliwość do rozwoju nowych, tanich i dogodnych oraz wiarygodnych metod do produkowania odcisków wysokiej jakości.

Joanna Czwojdrak

źródło: ScienceDaily.com