La IA revela la activación inmediata de Vangbonds en proteínas y ofrece ideas para la medicina y la ciencia de los materiales.

En una exploración reciente de las interacciones de proteínas, los investigadores de la Universidad de Auburn han tomado medidas considerables para comprender los ‘enlaces de captura’, que muestran un comportamiento inesperado mediante el afilado bajo potencia aplicada, similar a la forma en que funciona una etapa de la etapa china. Estos enlaces juegan un papel crucial en diversos procesos biológicos, incluida la adhesión bacteriana de las células humanas y la fisura tisular bajo estrés mecánico.

Una pregunta persistente en esta área ha sido si los sindicatos de captura deben estirarse más allá de un umbral específico para activarse o si responden inmediatamente a la fuerza. Un estudio dirigido por el Dr. Marcelo Melo de la Universidad Estatal de Colorado, junto al Dr. Rafael Bernardi de la Universidad de Auburn, ha dado claridad sobre este tema. Su investigación muestra que la captura de los sindicatos se activa casi de inmediato en la aplicación de la violencia y el hallazgo que puede tener implicaciones impactantes tanto para la medicina como para la ciencia material.

Al usar una combinación de inteligencia artificial (IA) y simulaciones moleculares a gran escala, los investigadores investigaron el comportamiento de un cierto complejo de proteínas bacterianas que se conoce como celulosomas, uno de los sistemas de enlace de captura más fuertes que se identifican en la naturaleza. El uso de simulaciones de dinámica molecular controlada creó cientos de «películas» con alta resolución que visualizó el comportamiento de la proteína bajo estrés y actúa activamente como un microscopio computacional que estira las moléculas a nivel atómico.

El equipo capacitó a los modelos de registro de IA para predecir cuándo se romperían estos complejos de proteínas. Es notable que la IA haya podido hacer predicciones precisas con la ayuda de segmentos cortos de datos de simulación, de modo que la resiliencia fue mucho antes de que los enlaces realmente fallaran. El Dr. Bernardi señaló que las proteínas parecen «decidir» sobre su nivel de resiliencia tan pronto como comienza la extracción, lo que indica que el mecanismo de captura de sindicatos se activa casi de inmediato.

Comprender estos sindicatos de captura es esencial para diversos fenómenos biológicos, incluida la forma en que las bacterias como Staphylococcus aureus evitan que se arrastren y cómo las células inmunes se adhieran a los vasos sanguíneos. Las ideas obtenidas de esta investigación pueden conducir a nuevos diseños para biomateriales, adhesivos y estrategias de medicamentos que en lugar de prevenir las tensiones mecánicas en lugar de prevenir.

El estudio también enfatiza el potencial de transformación de la IA en la descifación de sistemas orgánicos complejos. Las herramientas de IA utilizadas pudieron reconocer patrones dinámicos sobre las interfaces de proteínas, lo que enfatiza los primeros signos de resiliencia que pueden escapar de la detección humana. Este progreso sugiere que la IA puede ser una posesión valiosa en el diseño de medicamentos, biomateriales y biología sintética.

Los investigadores abogan por un enfoque de cooperación que combina física, biología e IA para abordar desafíos complejos que permanecen insoluble debido a los métodos tradicionales. Los hallazgos marcan un progreso notable en la biofísica computacional, mediante el cual se lanza el camino para aplicaciones innovadoras en las ciencias de la vida.