Ciencia

Inteligencia artificial predice la forma de las proteínas humanas y abre nueva era en la biología

Científicos anunciaron este jueves (22.07.2021) en la revista Nature la disponibilidad de la mayor base de datos de proteínas que forman las estructuras de la vida, lo que «cambiará fundamentalmente la investigación en biología», según especialistas.

Piezas fundamentales de la vida, la estructura de cada proteína, que depende de los aminoácidos que la componen, define lo que hace y cómo lo hace, por lo que determinarla aportar información valiosa para entender los procesos biológicos, hacer avanzar diversos campos de investigar y podría servir para el desarrollo de fármacos.

Google DeepMind

La empresa DeepMind y el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) han empleado el sistema de inteligencia artificial AlphaFold para publicar la base de datos más completa y precisa de las predicciones de las estructuras de las proteínas humanas.

Cada célula de un organismo viviente ejecuta su función con la ayuda de proteínas que dan permanentemente instrucciones para mantener en buena salud la célula y combatir las infecciones. A diferencia del genoma –la secuencia de los genes que codifican la vida celular–, el proteoma humano cambia permanentemente en respuesta a instrucciones genéticas y estímulos exteriores.

La comprensión del funcionamiento de las proteínas, a través de la forma que adopten al interior de las células, es un verdadero desafío.

Solo se conoce el 17 % de los componentes del proteoma humano

Los científicos se han aplicado a determinar a través de experimentos su función precisa. Pero después de 50 años de investigación, solo se conoce el 17 % de los aminoácidos, o componentes del proteoma humano.

Los investigadores de Google DeepMind y del Laboratorio europeo de biología molecular (EMBL) revelaron el jueves una base de datos, de libre acceso, de 20.000 proteínas manifestadas por el genoma humano. A las que se agregan 350.000 proteínas de 20 organismos, como bacterias o ratones, utilizados para la investigación.

AlphaFold: programa de aprendizaje automático

Esta base fue obtenida gracias a un programa de aprendizaje automático capaz de predecir con precisión la forma de una proteína a partir de su secuencia de aminoácidos.

El programa AlphaFold se entrenó con base a 170.000 estructuras conocidas de proteínas y luego predijo la forma del 58 % de todas las proteínas del proteoma humano, lo que más que duplicó el número de estructuras de proteínas humanas conocidas con precisión.

De ellos, la posición de un subconjunto del 35,7 % se predijo con un grado de confianza «muy alto», lo que supone el doble del número cubierto por las estructuras experimentales, explicó la revista.

DW

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