自從 DeepMind 在 2020 年結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)關(guān)鍵評(píng)估 (CASP14) 會(huì)議上展示了該領(lǐng)域的顯著進(jìn)展以來，科學(xué)家們已經(jīng)等了幾個(gè)月才能獲得高度準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)?，F(xiàn)在已經(jīng)結(jié)束了。
西雅圖華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所的研究人員在很大程度上重現(xiàn)了 DeepMind 在這項(xiàng)重要任務(wù)上的表現(xiàn)。這些結(jié)果將于7 月 15 日星期四由《科學(xué)》雜志在線發(fā)表。
與 DeepMind 不同，UW Medicine 團(tuán)隊(duì)的方法，他們稱之為 RoseTTAFold，是免費(fèi)提供的。來自世界各地的科學(xué)家現(xiàn)在正在使用它來構(gòu)建蛋白質(zhì)模型，以加速他們自己的研究。自 7 月以來，該程序已被 140 多個(gè)獨(dú)立研究團(tuán)隊(duì)從 GitHub 下載。
蛋白質(zhì)由折疊成復(fù)雜微觀形狀的氨基酸串組成。這些獨(dú)特的形狀反過來又引發(fā)了生物體內(nèi)幾乎所有的化學(xué)過程。通過更好地了解蛋白質(zhì)形狀，科學(xué)家們可以加快開發(fā)針對(duì)癌癥、 和數(shù)千種其他健康疾病的新療法。
“在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所，這是忙碌的一年，設(shè)計(jì) 療法和疫苗并將其投入臨床試驗(yàn)，同時(shí)開發(fā)用于高精度蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的 RoseTTAFold。我很高興科學(xué)界已經(jīng)在使用RoseTTAFold 服務(wù)器來解決突出的生物學(xué)問題，”資深作者、華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教授、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員、蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)大衛(wèi)貝克說。
在這項(xiàng)新研究中，由 Baker 領(lǐng)導(dǎo)的一組計(jì)算生物學(xué)家開發(fā)了 RoseTTAFold 軟件工具。它使用深度學(xué)習(xí)根據(jù)有限的信息快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。如果沒有此類軟件的幫助，可能需要數(shù)年的實(shí)驗(yàn)室工作才能確定一種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
另一方面，RoseTTAFold 可以在一臺(tái)游戲計(jì)算機(jī)上在短短十分鐘內(nèi)可靠地計(jì)算出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
該團(tuán)隊(duì)使用 RoseTTAFold 計(jì)算了數(shù)百種新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，包括許多來自人類基因組的知之甚少的蛋白質(zhì)。他們還生成了與人類健康直接相關(guān)的結(jié)構(gòu)，包括與有問題的脂質(zhì)代謝、炎癥障礙和癌細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。他們表明，RoseTTAFold 可用于在以前所需時(shí)間的一小部分內(nèi)構(gòu)建復(fù)雜生物組件的模型。
RoseTTAFold 是一個(gè)“三軌”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這意味著它同時(shí)考慮蛋白質(zhì)序列中的模式、蛋白質(zhì)的氨基酸如何相互作用以及蛋白質(zhì)可能的三維結(jié)構(gòu)。在這種架構(gòu)中，一維、二維和三維信息來回流動(dòng)，從而使網(wǎng)絡(luò)能夠共同推理蛋白質(zhì)的化學(xué)部分與其折疊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
標(biāo)簽： 蛋白質(zhì)
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