Científicos de la Universidad de Cambridge han desarrollado un atlas de proteínas que describe cómo se comportan dentro de las células humanas. Esta herramienta podría utilizarse para buscar los orígenes de enfermedades relacionadas con el mal comportamiento de las proteínas, como la demencia y muchos tipos de cáncer.

El atlas, que se publica en Nature Communications, ha permitido a los investigadores encontrar nuevas proteínas dentro de las células que son responsables de una serie de funciones corporales importantes. El equipo se centra en una parte de la célula similar a una gota llamada condensado, que es un centro de encuentro para que las proteínas vayan y se organicen. Estos centros también son sitios clave donde comienzan los procesos de la enfermedad.

Las predicciones están disponibles con el artículo para que los investigadores de todo el mundo puedan explorar sus proteínas diana de interés y cualquier sistema de condensado circundante.

“Este modelo nos ha permitido descubrir nuevos componentes en compartimentos sin membrana en biología, así como descubrir nuevos principios que subyacen a su función”, dijo el profesor Tuomas Knowles, quien dirigió esta investigación.

Condensados de proteínas

Las células están formadas por moléculas cuidadosamente organizadas y uno de los métodos que utilizan para organizarse es reuniéndose dentro de un condensado. Este centro es microscópico y se encuentra dentro de una célula. Estos condensados ​​forman parte de la maquinaria esencial que hace que las células vivas funcionen.

“Hasta la fecha, no hemos tenido un mapa completo de qué proteínas van juntas en qué condensados, pero en nuestro trabajo proporcionamos un primer atlas de este tipo”, dijo Knowles.

Usando la IA

Las reglas que dirigen las proteínas dentro de las células no se comprenden completamente, por lo que el equipo decidió construir este atlas para predecir qué proteínas se encuentran dentro de los condensados.

“Lo que motivó esta investigación fue el deseo de comprender la complejidad total de los condensados ​​de proteínas y de ir un paso más allá de lo que los científicos han investigado hasta ahora”, dijo la Dra. Kadi Liis Saar, primera autora de esta investigación y becaria postdoctoral en el Centro para Enfermedades de Malplegamiento.

Los investigadores utilizaron grandes bases de datos, como StringDB y BioGRID, que contienen datos sobre muchos aspectos de las células, junto con estudios de casos más profundos sobre condensados ​​individuales.

El poder de la IA permite a los científicos combinar estos datos a pesar de que la información es compleja, vasta y difícil de comparar. Donde los trabajos anteriores se centraban en un puñado de proteínas, el atlas puede caracterizar el panorama completo de una célula.

“Con este atlas podemos hacer predicciones sobre cada proteína en una célula, dónde se encontraría exactamente y con qué tipo de otras proteínas interactúa”, comentó Saar. “Esperamos que esto genere oportunidades para los investigadores y abra nuevas posibilidades de intervención en enfermedades asociadas a la formación aberrante de condensados”.

Descubrimientos de proteínas

La IA encontró proteínas presentes en la célula modelo que nunca se habían observado antes. Si estas proteínas se encuentran ahora en un laboratorio, esto es un buen indicador de que la IA es precisa.

“En nuestro estudio, descubrimos proteínas dentro de los condensados ​​que nunca se han visto allí antes. Estas proteínas están involucradas en funciones importantes en el cuerpo, como la distribución de grasa, la creación de actina dentro de las células y la creación de nuevas proteínas. Estas proteínas no fueron detectadas en el estudio anterior que usamos como nuestro conjunto de entrenamiento.

“Esperamos que estos datos permitan nuevos descubrimientos sobre los roles biológicos de los condensados, así como los impulsores biofísicos detrás de la formación de condensados”.