חוקרים משתמשים בבינה מלאכותית כדי לזהות משפחה חדשה של גנים בחיידקי מעיים: גילוי חדש של ביולוגים מולקולריים יכול לעזור להילחם בזיהומי מערכת העיכול

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


באמצעות אינטליגנציה מלאכותית, חוקרי UT Southwestern גילו משפחה חדשה של גנים חישה בחיידקי מעיים המקושרים על ידי מבנה וכנראה תפקוד, אך לא רצף גנטי. הממצאים, שפורסמו ב PNASמציעים דרך חדשה לזהות את תפקידם של גנים במינים לא קשורים ועשויה להוביל לדרכים חדשות להילחם בזיהומי חיידקי מעיים.

"זיהינו קווי דמיון בחלבונים האלה בניגוד לאופן שבו זה נעשה בדרך כלל. במקום להשתמש ברצף, ליסה חיפשה התאמות במבנה שלהם", אמר קים אורת', Ph.D., פרופסור לביולוגיה מולקולרית וביוכימיה, שהוביל את למד עם ליסה קינץ', Ph.D., מומחית לביואינפורמטיקה במחלקה לביולוגיה מולקולרית.

המעבדה של ד"ר אורת' התמקדה זה מכבר במחקר כיצד חיידקים ימיים ושפך גורמים לזיהומים. בשנת 2016, ד"ר אורת' ועמיתיה השתמשו בביופיזיקה כדי לאפיין את המבנה של שני חלבונים הנקראים VtrA ו-VtrC קומפלקס הפועלים במשותף במין חיידק המכונה Vibrio parahaemolyticus. לאחר מכן היא והצוות שלה גילו את קומפלקס VtrA/VtrC ב-V. parahaemolyticus – שהוא לעתים קרובות הגורם להרעלת מזון מרכיכות מזוהמות – חשים מרה ממשטח תא החיידק, ושולחים איתות לשגר מפל כימי שמנחה את החיידק הזה לפלוש תאי המעי של המארח האנושי שלו.

למרות ש-VtrA חולק כמה מאפיינים מבניים עם חלבון בשם ToxR שנמצא בחיידק קשור בשם Vibrio cholerae הגורם לכולרה, לא היה ברור אם הומלוג ל-VtrC קיים גם בחיידק זה או בכל חיידק אחר.

"מעולם לא ראינו משהו כמו VtrC," אמר ד"ר קינץ'. "אבל, חשבנו, חלבונים אחרים כמוהו חייבים להתקיים."

ללא גנים ידועים בעלי זהויות רצף דומה ל-VtrC, החוקרים פנו לתוכנה שפורסמה רק לפני שנתיים בשם AlphaFold. תוכנית הבינה המלאכותית הזו יכולה לחזות במדויק את המבנה של חלק מהחלבונים בהתבסס על הרצף הגנטי המקודד עבורם – מידע שקודם לכן נאסף רק באמצעות עבודה מאומצת במעבדה.

AlphaFold הראה שחלבון בשם ToxS ב-V. cholerae דומה מאוד במבנה ל-VtrC, למרות ששני החלבונים לא חלקו חלקים מוכרים מהרצפים הגנטיים שלהם. כאשר החוקרים חיפשו חלבונים בעלי תכונות מבניות דומות באורגניזמים אחרים, הם מצאו הומולוגים ל-VtrC במספר מיני חיידקים מעיים אחרים האחראים למחלות אנושיות, כולל Yersinia pestis (הגורמת למגפת הבובה) ו-Burkholderia pseudomallei (הגורם לזיהום טרופי הנקרא מליואידוזיס). נראה שכל אחד מההומולוגים הללו של VtrC פועל בשילוב עם חלבונים הדומים מבחינה מבנית ל-VtrA, מה שמרמז שהתפקידים שלהם יכולים להיות זהים לתפקידים ב-V. parahaemolyticus.

ד"ר אורת' אמר כי קווי הדמיון המבניים הללו עשויים להוביל בסופו של דבר לתרופות המטפלות במצבים הנגרמים על ידי אורגניזמים זיהומיים שונים המסתמכים על אסטרטגיות פתוגניות דומות.

ד"ר אורת' הוא חוקר המכון הרפואי של הווארד יוז, בעל הקתדרה למדע ביו-רפואי של ארל א. פורסיית והוא חוקר WW Caruth, Jr. במחקר ביו-רפואי. חברה באקדמיה הלאומית למדעים מאז 2020, זהו המאמר הראשון שלה ב PNAS.

חוקרים אחרים של UTSW שתרמו למחקר זה כוללים את צ'יאן קונג, Ph.D., מלומד של הקרן הרפואית בדרום מערב במחקר ביו-רפואי, ואת Jananee Jaishankar, Ph.D.

מחקר זה מומן על ידי מענקים מ-The Welch Foundation (I-1561), Once Upon a Time Foundation, והמכונים הלאומיים לבריאות (R01 GM115188).

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי UT Southwestern Medical Center. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.



קישור לכתבת המקור – 2022-07-04 16:42:29

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר