Vědci z Ceitecu MU vylepšili metodu na zkoumání struktur biomolekul
Výrazný posun a lepší možnosti určování struktury biomolekul, jako jsou bílkoviny či nukleové kyseliny přináší nový přístup k měření a počítačový algoritmus, který vytvořili Thomas Evangelidis a Kostas Tripsianes z institutu Ceitec Masarykovy univerzity. Práci o zcela nové možnosti automatizovaného vyhodnocování spekter sledovaných bílkovin metodou nukleární magnetické rezonance, která výrazně šetří čas i náklady, zveřejnil časopis Nature Communications.
Vedoucí výzkumné skupiny Kostas Tripsianes (vlevo) a Thomas Evangelidis, který pracoval na novém algoritmu.
Vědcům z výzkumné skupiny Interakce proteiny-DNA se tak podařilo významně přispět k rozvoji této metody, která je schopná určovat strukturu biomolekul až na úroveň atomů, jejich komplexů a také jejich dynamické chování. Znalost struktury biomolekul je přitom klíčová, protože ovlivňuje i jejich funkci. Nový způsob měření a zpracování naměřených informací přinese zejména úsporu času a nákladů na měření a výpočty.
„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.
Základem automatizace je způsob měření, který sbírá jen signály určitých atomů zkoumané molekuly a za pomoci algoritmu založeného na statistických datech získaných z databází již naměřených struktur pak dopočítává její trojrozměrný model.
Díky tomu je nová metoda podstatně rychlejší při měření, šetří lidskou práci, je výrazně levnější a navíc je 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 rozšířit škálu bílkovin, jejichž strukturu bude možné dopočítávat automaticky,“ doplnil autor počítačového algoritmu Thomas Evangelidis.
Algoritmus je pro nekomerční účely volně ke stažení na:
https://github.com/tevang/4D-CHAINS.
| Stáhnout fotky | .7z 3 633 kB |
|---|