Místo měsíců jen týdny. Brněnští vědci vylepšili způsob, jak rychle poznávat molekuly

Pokrok při určování struktury biomolekul, například bílkovin či nukleových kyselin, slibuje nový způsob měření s počítačovým algoritmem. Vyvinuli jej výzkumníci ze Středoevropského technologického institutu Masarykovy univerzity (CEITEC MU). Přinese úsporu času i nákladů.

Znalost struktury biomolekul je pro vědce klíčová. Struktura totiž ovlivňuje i funkci molekul – a protože je z nich složené lidské tělo, může lepší porozumění přinést obrovský pokrok v medicíně i biologii.

Práci o zcela nové možnosti automatizovaného vyhodnocování spekter sledovaných bílkovin metodou takzvané nukleární magnetické rezonance zveřejnil časopis Nature Communications, oznámila  Ema Wiesnerová z tiskového odboru Masarykovy univerzity. 

„Hlavní bariérou většího využívání metody nukleární magnetické rezonance pro odhalování struktur biomolekul je v současnosti fakt, že pro získání dostatečně přesné struktury sledované látky je potřeba několik týdnů přístrojového času a dalších několik měsíců práce vyškoleného odborníka. Náš počítačový program pro modelování struktur s názvem 4D-CHAINS snižuje tuto dobu asi na tři týdny,“ uvedl vedoucí výzkumné skupiny Kostas Tripsianes.

Jak funguje nová metoda

Základem automatizace je způsob měření. Sbírá totiž jen signály určitých atomů zkoumané molekuly a  za pomoci algoritmu založeného na statistických datech získaných z databází dříve naměřených struktur se pak dopočítává trojrozměrný model.

Nová metoda je podstatně rychlejší při měření, šetří lidskou práci, je výrazně levnější, navíc i přesnější. „Náš algoritmus automaticky přiřazuje signály jednotlivým atomům dané biomolekuly s více než 95procentní úplností a chybovostí nižší než 1,5 procenta,“ uvedl Tripsianes.

Výsledná data se pak dají ještě zpřesnit takzvanými protokoly Rosetta, které vyvinuli odborníci z Kalifornské univerzity v Santa Cruz.

Vědci na projektu dál pracují. „Chtěli bychom do něj zapojit také umělou inteligenci a rozšířit díky tomu škálu bílkovin, jejichž strukturu bude možné dopočítávat automaticky,“ doplnil autor počítačového algoritmu Thomas Evangelidis.