Исследование ученых хайфского Техниона и университета им. Бен-Гуриона позволило разработать компьютерную модель, которая облегчит создание новых лекарств против вирусных заболеваний. Об этом стало известно в пятницу, 28 мая.
►В чем суть революционного исследования
Чтобы понять это, начнем издалека. Основа нашего организма - это белки. Они выполняют разные функции. Поэтому действие многих лекарств концентрируется на воздействии на определенные белки, функция которых нарушилась или изменилась. Лекарства нейтрализуют их или, наоборот, усиливают. Инструкции по синтезу белка хранятся в ДНК и в молекулах мРНК - своеобразных "копиях" этих инструкций.
Одно из центральных направлений цитологии (науки о клетках) исследует характеристики частей мРНК, связывающихся с белками. Это довольно сложное исследование: во-первых, молекулы мРНК нестабильны - они легко распадаются, что затрудняет эксперименты на них. Во-вторых, для этого исследования надо секвенировать мРНК, синтезировать ее в лаборатории и только после этого изучать. Это длительный и дорогой процесс, затрудняющий разработку лекарств и новых технологий.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communication, проведенное исследователями из Техниона и университета им. Бен-Гуриона, упрощает этот лабораторный эксперимент благодаря компьютерной модели, основанной на самообучении компьютера.
Руководитель исследования Ярон Оренштейн из университета им. Бен-Гуриона сказал: "Применение самообучения компьютера дает замечательные возможности для прогнозирования, о которых ранее не приходилось и мечтать. В ходе эксперимента мы ознакомили нейронные сети (вид компьютерных технологий) с десятками тысяч образцов молекул, собранных в лаборатории, и смогли точно прогнозировать свойства миллионов других молекул, которые не исследовались в исходном эксперименте. Так мы смогли быстро виртуально изучить свойства огромного числа вариантов молекул мРНК с разными последовательностями нуклеотидов, затратив на это приемлемые время и ресурсы".
В конце эксперимента ученые проверили, можно ли использовать созданную ими модель для синтеза последовательностей мРНК, которые будут идентифицироваться более чем одним белком. По их мнению, это даст возможность создавать антивирусные препараты широкого спектра действия, нейтрализующие несколько видов вирусов.
Открытие ученых имеет множество вариантов практического применения, начиная от разработки методов визуализации разных вариантов последовательности мРНК и отслеживания этих молекул внутри клеток и заканчивая разработкой новых антивирусных препаратов.
Рои Амит из Техниона, в чьей лаборатории проводилось исследование, сказал: "Эксперимент показал возможность выявлять молекулы мРНК, которые могут связываться более чем с одним вирусом. Такие молекулы могут стать основой нового поколения антивирусных препаратов, которые будут бороться с новыми вспышками эпидемий гриппа, COVID-19 или других вирусных инфекций".
Перевод: Даниэль Штайсслингер