Осмотр последних методик изучения развития и взаимодействия белков
Научные сотрудники Испанского Национального Онкологического Научного Центра (НОНЦ), Альфонсо Валенсиа, директор программы структурной биологии и биовычислений, и Дэвид де Жуан, совместно с Флоренсио Пазосом из Испанского Национального центра биотехнологии (НЦБ-ИНИС), опубликовали рецензию касательно последних вычислительных методов, основанных на эволюционных принципах, которые произвели переворот в области анализа и прогнозирования структуры белков, их функций и взаимодействия, а также краткосрочных и долгосрочных ожиданий в этой области.
«Вычислительные и математические методы анализа, с помощью которых изучают как белки развиваются во взаимосвязи – процесс известный как коэволюция – претерпели существенные изменения за последние несколько лет», — объясняет Валенсиа. Эта революция в исследовании микромасштабной эволюции позволяет исследователям предсказать взаимодействие между белками и понять структурные изменения, которые происходят в этих молекулах. Она также представляет собой основу для понимания того, как мутации, вызванные заболеваниями, такими как рак или нейродегенеративными заболеваниями влияют на их основные молекулярные структуры.
Белки, так же как другие виды на макроскопическом уровне, посредством конкурентных или симбиотических взаимодействий не действуют изолированно, а действуют, скорее, согласованно между собой для того, чтобы выполнять свои функциональные задачи. Эти биологические соотношения объясняют, почему существует тенденция в развитии вносить скоординированные изменения в белки, которые допускают сохранение и регулирование этих соотношений.
«Разработка новых, более эффективных и более надежных математических методов, чем те, что применялись 1990-х годах, позволяет нам исследовать эти биологические проблемы на молекулярном уровне, а также обеспечить более глубокое видение дарвиновского процесса», -говорит Валенсиа. «Эти методы, основанные на коэволюции, как телескоп, помогают нам наблюдать и понимать биологические и молекулярные процессы».
Более 20 лет исследований на основе молекулярных соотношений
В процессе пересмотра данного вопроса, авторы описывают те математические методы, которые основаны на эволюции пар белков, способных прогнозировать молекулярные взаимодействия на разных уровнях сложности. Эти методы включают в себя, как раз те методы 1990-х годов, с помощью которых рассчитывали контактные точки между белками; тех, которые позволяют нам понять селективность связывания между очень похожими белками, или тех, которые принадлежат к одной семье и их лигандам, или даже, на более глубоком уровне сложности, тех, которые предсказывают взаимодействия между сетями тысяч белков, входящих в состав клеток.
За последние 20 лет, команда Валенсиа провела исследования в нескольких направлениях, связанных с этой областью, многие из которых еще изучаются другими группами, но в этой области его команда продолжает оставаться мировым лидером.
«В 2012 году мы опубликовали новую серию прогнозов, касательно специфичности связывания онкогена Ras с другими белками. Документ был основан на методах коэволюции, которые мы разработали несколько лет назад, и которые в настоящее время широко изучаются другими группами», — объясняет Валенсиа. Семейство белков Ras связанны с широким спектром видов рака, поэтому изучение связи, которую он использует с другими белками, и которые являются важными для клеток, может открыть возможности для разработки новых препаратов.
Авторы исследования прогнозируют светлое будущее для этой области, в которой программисты биоинформатики, физики, биологи и математики объединят свои силы для того, чтобы описать всю сложность динамики развития белков. «В перспективе, мы надеемся, что объединение этих методов, поможет нам регулировать или создавать новые препараты, которые будут выборочно воздействовать на болезненные клетки и, тем самым, уменьшать побочные действия препаратов», — говорит Жуан.
Источник: medicalnewstoday.com
Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле выявили дрожжи, которые можно использовать для предотвращения инвазивного кандидоза, основной причины смерти госпитализированных пациентов и пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование, недавно опубликованное в Журнале экспериментальной медицины (JEM), показывает, что новые дрожжи безвредно живут в кишечнике мышей и людей и могут вытеснять дрожжи, ответственные за кандидоз, Candida albicans. Микробы…
Недавние исследования выявили решающую роль метилирования ДНК в черепно-лицевом развитии, открывая путь к предотвращению расщелины губы и неба путем понимания воздействия окружающей среды на генетическую экспрессию. Расщелина губы и неба — наиболее распространенные черепно-лицевые врожденные дефекты у человека, ежегодно поражающие более 175 000 новорожденных во всем мире. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, до…
Исследователи из Университета штата Мичиган разгадали загадку менее изученной структуры сперматозоида, известной как цитоплазматическая капля (ЦК). CD, характеризующийся увеличенной цитоплазмой — вязким желеобразным веществом, инкапсулированным клеточной мембраной, — расположен рядом с головкой сперматозоида, особенно на его шейке. Это явление наблюдается у всех млекопитающих, включая человека. Эта новая генетическая модель является первой в своем роде. Как…
Исследование показывает, что блокирование белка PD-L2 в стареющих раковых клетках после химиотерапии повышает способность иммунной системы разрушать эти клетки, потенциально повышая эффективность химиотерапии против рака. Лечение рака, включая химиотерапию, помимо уничтожения большого количества опухолевых клеток, также приводит к образованию стареющих опухолевых клеток (также называемых «клетками зомби»). Хотя стареющие клетки не размножаются, они, к сожалению, создают…
Переход от продуктов животного происхождения к продуктам растительного происхождения, независимо от того, считаются ли эти продукты растительного происхождения здоровыми или вредными согласно индексу растительной диеты, приводит к снижению веса у людей с избыточным весом, снижает потребление холестерина и жиров, а также увеличивает потребление клетчатки. Согласно новому анализу Комитета врачей за ответственную медицину, опубликованному в Европейском…
