Simulación de la estructura de dos proteínas.
La influyente revista ‘Science’ reconoce el hallazgo de la forma de las proteínas como el logro de mayor relevancia de 2021
Este logro lo han realizado dos grupos distintos: la compañía DeepMind y el equipo de David Baker, bioquímico computacional de la Universidad de Washington. Un triunfo que hace apenas quince años parecía imposible de lograr, como recuerda el propio Thorp: “Cuando dejé el laboratorio en 2006, pensé que el problema del plegamiento de proteínas nunca se resolvería”. Muchos especialistas de ese campo creían que, de lograrse, no lo verían en vida. Una persona ajena al mundo de la biomedicina puede sorprenderse por la importancia que se le da a esta cuestión tan técnica, la de la forma en que se pliegan las proteínas; no parece un anhelo popular como la cura del cáncer o la vacuna de la malaria. Pero es que las proteínas, los operadores esenciales de casi todas las funciones biológicas, atraviesan esos y la mayoría de los problemas biomédicos imaginables. Incluida la covid. Una proteína es la espícula del coronavirus, los penachos que lo rodean y que le permiten conquistar nuestras células para enfermarnos. Conocer su estructura permite diseñar estrategias para atacar esa ganzúa con la que nos invade.
La inteligencia artificial es capaz de saber si la cafetera será italiana, hexagonal y con asa de plástico, con solo ver los tornillos y las placas de latón dispuestas en fila bidimensional. Las proteínas se construyen combinando únicamente 20 aminoácidos en innumerables distribuciones y longitudes. Por eso, descifrar la disposición final en tres dimensiones es un trabajo arduo y costoso, que muchos laboratorios ni siquiera pueden plantearse. Descifrar esas estructuras en condiciones normales sería un esfuerzo que costaría miles de millones de años; incluso las proteínas de tamaño modesto podrían tomar un número astronómico de aspectos posibles. Con este logro de la computación, se consigue en un rato.
A mediados de julio, Baker y sus colegas publicaron en Science que su programa de inteligencia artificial RoseTTAFold había resuelto las estructuras de cientos de proteínas, todas importantes para la creación de medicamentos. A la vez y de manera independiente, los científicos de DeepMind difundieron en Nature su propio logro: su máquina, AlphaFold, había dibujado 350.000 proteínas que se encuentran en el cuerpo humano, el 44% de todas las proteínas humanas conocidas. Además, esperan que su base de datos crezca a 130 millones de proteínas pertenecientes a todas las especies, más de la mitad del número total que se cree que existe. Ambos equipos han puesto esas estructuras a disposición de todos los laboratorios del mundo, y también las herramientas para lograr otras nuevas.
Es una auténtica revolución para las ciencias de la vida, como lo fue la genómica hace décadasEdith Heard, directora general del Laboratorio Europeo de Biología Molecular
Se abre la puerta a innumerables hallazgos en biomedicina, tratamientos y soluciones biológicas. “Todas las áreas de la biología molecular y computacional van a transformarse”, asegura Baker en Science. Las opciones son apasionantes: casi todos los medicamentos funcionan por asociarse a un punto específico de una proteína, por lo que conocer en detalle la diana multiplica la capacidad de acertar. Además, son muchas las enfermedades, desde el alzhéimer y el párkinson a la diabetes o la fibrosis quística, que se generan tras la acumulación de proteínas mal plegadas, por lo que ahora se podrían abordar con mejor pronóstico. Y no solo eso: al saber cómo se doblará una cadena bidimensional de aminoácidos, aparece la posibilidad de diseñar proteínas artificiales: que protejan de los virus, como ya se está ensayando, pero también para descomponer materiales contaminantes.
“No sabía qué era una proteína cuando empecé [en DeepMind]”, reconoce John Jumper, responsable de este hallazgo para la compañía, hermana de Google bajo el paraguas de Alphabet. Aplicar la inteligencia artificial a un problema científico fue “realmente mágico”, asegura Jumper en declaraciones a Nature, la prestigiosa revista científica que le ha incluido entre los diez científicos más relevantes de 2021. Su logro, publicado en esa revista en julio, contaba con dos españoles entre los firmantes: Oriol Vinyals y Bernardino Romera.
El siguiente paso será predecir cuáles de esas proteínas descritas trabajan juntas y cómo interactúan, porque en muchas ocasiones no funcionan solas. La inteligencia artificial ya está afanada en ello tras demostrar esta vez que sí es capaz de cumplir los ambiciosos éxitos que llevaba años prometiendo. Y no sería raro que esto termine en Estocolmo celebrando un Nobel: la importancia de las proteínas se descubre de un vistazo al ver los numerosos premios concedidos en Química o Medicina a descubrimientos ligados a la estructura de estos motores de la vida. Los primeros en describir proteínas, como Frederick Sanger, John Kendrew y Max Perutz recibieron sus galardones, hace seis décadas. Ahora describen miles de un plumazo.
Fuente:https://elpais.com/ciencia/2021-12-16/los-secretos-de-la-estructura-basica-de-la-vida-desvelados-por-la-inteligencia-artificial-descubrimiento-cientifico-del-ano.html
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