Nous connaissons près d'un milliard de structures protéiques. Des scientifiques de Cracovie ont créé un outil unique.
- Des scientifiques de Sano et de l'Université Jagellonne ont prouvé que les plus grandes bases de données mondiales de modèles informatiques de structures protéiques se complètent.
- Le projet a créé un outil Web interactif qui permet la visualisation visuelle d'énormes quantités de données
- - Nous pensons que notre plateforme contribuera à la création de meilleures méthodes diagnostiques et thérapeutiques - a ajouté le Dr Paweł Szczerbiak de Sano
« En seulement deux ans, le nombre de structures protéiques connues est passé de 200 000 à près d’un milliard. Notre objectif n’était pas seulement d’organiser ces données, mais de créer un outil qui nous aidera à mieux comprendre la biologie des protéines », a déclaré le Dr Tomasz Kościołek, co-auteur de l’article et responsable de l’équipe de génomique structurale et fonctionnelle du Centre Sano de médecine computationnelle, cité dans le communiqué.
Comme mentionné précédemment, les protéines sont les éléments constitutifs de base et les composants fonctionnels de chaque cellule. Elles sont responsables d'un grand nombre de processus, de la digestion et de la respiration cellulaire à l'immunité et à la réparation tissulaire. Leur fonction dépend de la forme spatiale (structure) créée par le repliement d'une chaîne d'acides aminés.
Comprendre à quoi ressemblent ces structures et quelles sont leurs fonctions est crucial en biologie et en médecine, par exemple lors de la conception de nouveaux médicaments qui doivent correspondre précisément à des protéines spécifiques du corps.
Des scientifiques de Sano et de l'Université Jagellonne ont démontré que les plus grandes bases de données mondiales de modèles informatiques de structures protéiques – dont la célèbre base AlphaFold (lauréate du prix Nobel de chimie 2024) – se complètent. Combinées en un seul système, elles créent un cadre cohérent pour l'analyse des structures et des fonctions des protéines.
Le projet a créé un outil web interactif permettant une navigation visuelle dans de vastes quantités de données. Les utilisateurs peuvent analyser intuitivement la relation entre la forme des protéines et leur rôle dans l'organisme.
Comme nous le lisons, il s'agit de la prochaine étape du travail de l'équipe qui a publié des recherches sur les protéines du microbiome dans la prestigieuse revue Nature Communications en 2023. Actuellement, les scientifiques ont intégré des données provenant des trois plus grandes sources de structures protéiques prédites : AlphaFold, ESMAtlas et le Microbiome Immunity Project .
Les chercheurs ont montré que, malgré la diversité de leurs sources, ces données sont organisées de manière logique : les protéines ayant des fonctions similaires partagent souvent des structures similaires et se situent dans des régions similaires de l'espace de données. Ce phénomène est appelé « localité de fonction ».
La recherche a utilisé des techniques d'intelligence artificielle telles que deepFRI, qui permettent de prédire la fonction des protéines même lorsque leurs séquences sont différentes de celles déjà connues. Cela a permis d'identifier des variants protéiques jusqu'alors inconnus, susceptibles d'être impliqués, par exemple, dans le transport des lipides ou les réactions biochimiques chez les organismes vivant dans des conditions extrêmes.
- Nous pensons que notre plateforme contribuera à la création de meilleures méthodes diagnostiques et thérapeutiques, et aidera également à comprendre à quoi ressemble la vie moléculaire au niveau des structures protéiques - a ajouté le Dr Paweł Szczerbiak de Sano, auteur principal de l'article.
Selon les chercheurs, la nouvelle plateforme permet aux chercheurs du monde entier d'utiliser ces données à des fins scientifiques, depuis les études du microbiome et de l'évolution des protéines jusqu'à la conception de nouveaux médicaments et thérapies. Grâce à son approche visuelle, cet outil peut également contribuer à l'éducation et à une meilleure compréhension des complexités de la biologie moléculaire.
Le projet a été créé en coopération internationale avec le Flatiron Institute (États-Unis) et l'Open Molecular Software Foundation (États-Unis), et les auteurs incluent des chercheurs de l'Université Jagellonne de Cracovie.
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