Nghiên cứu này có ý nghĩa trong việc tìm hiểu các quá trình sinh hóa phổ biến ở tất cả các loài động vật, thực vật và nấm.

"Để thực sự hiểu các điều kiện tế bào dẫn đến tình trạng khỏe mạnh hoặc bệnh tật, cần phải biết các protein khác nhau trong một tế bào hoạt động cùng nhau như thế nào," David Baker, nhà nghiên cứu tại Trường Y Đại học Washington, tác giả nghiên cứu, cho biết. "Trong bài báo này, chúng tôi cung cấp thông tin chi tiết về các tương tác protein trong hầu hết các quá trình cốt lõi trong tế bào nhân chuẩn. Kết quả bao gồm hơn một trăm tương tác chưa từng thấy trước đây."

Hình minh họa. Nguồn: Ian Haydon

Protein, nền tảng của các hoạt động tế bào, hiếm khi hoạt động một mình. Các protein khác nhau thường phải kết hợp với nhau để tạo thành các phức hợp chính xác, thực hiện các nhiệm vụ cụ thể - có thể bao gồm đọc gen, tiêu hóa chất dinh dưỡng và phản hồi lại các tín hiệu từ các tế bào lân cận và thế giới bên ngoài. Khi phức hợp protein bị trục trặc có thể dẫn đến bệnh tật.

Để lập bản đồ đầy đủ về các tương tác làm phát sinh phức hợp protein, một nhóm các nhà sinh học cấu trúc từ Trường Y Đại học Washington, Trung tâm Y tế Đại học Texas, Đại học Harvard và một số tổ chức khác đã kiểm tra tất cả các trình tự gen đã biết trong nấm men. Bằng cách sử dụng các phân tích thống kê nâng cao, họ đã xác định được các cặp gen có các đột biến liên kết với nhau. Họ lập ​​luận rằng những đột biến liên kết như vậy là một dấu hiệu cho thấy các protein mà gen mã hóa phải tương tác vật lý.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng các phần mềm học sâu mới để mô hình hóa hình dạng ba chiều của các tương tác protein. Các công cụ RoseTTAFold, được phát triển bởi Trường Y Đại học Washington và AlphaFold, được phát triển bởi công ty DeepMind, đều được khai thác để tạo ra hàng trăm bức ảnh chi tiết về phức hợp protein.

Hàng trăm phức hợp protein mới được xác định cung cấp những hiểu biết phong phú về cách hoạt động của tế bào. Ví dụ, một phức hợp chứa protein RAD51, loại protein đóng một vai trò quan trọng trong việc sửa chữa DNA và sự tiến triển của ung thư ở người. Một phức hợp khác bao gồm enzym glycosylphosphatidylinositol transamidase có liên quan đến rối loạn phát triển thần kinh và ung thư ở người. Hiểu được cách thức tương tác của chúng và các protein khác có thể giúp phát triển các loại thuốc mới cho một loạt các bệnh khác nhau.

Bất kỳ ai cũng có thể tải các cấu trúc protein phát hiện trong nghiên cứu mới từ ModelArchive.

Nghiên cứu được xuất bản truy cập mở vào ngày 11 tháng 11 trên tạp chí Science.

Nguồn: https://techxplore.com/news/2021-11-deep-reveals-proteins-interact.html