Как NUFold может ускорить медицинские открытия на десятилетия вперед?

РНК (рибонуклеиновая кислота) играет важнейшую роль во множестве биологических процессов. В последние годы исследователи начали рассматривать РНК не только как промежуточное звено в синтезе белка, но и как потенциальную мишень для лекарственных препаратов. Некоторые функции РНК, например, сайленсинг генов, уже используются для лечения различных заболеваний.
Как NUFold может ускорить медицинские открытия на десятилетия вперед?
Изображение носит иллюстративный характер

Однако существует серьезная проблема: экспериментальное определение трехмерной структуры РНК — процесс чрезвычайно трудоемкий и длительный. На сегодняшний день известна структура лишь небольшой части всех существующих РНК-молекул. Это создает значительный разрыв между количеством известных последовательностей РНК и доступными данными об их пространственной организации. В результате многие потенциально спасительные открытия, связанные с РНК, могут быть отложены на годы или даже десятилетия.

Исследователи из Университета Пердью разработали революционное решение этой проблемы — вычислительный инструмент под названием "NuFold". Этот инструмент способен моделировать трехмерные структуры РНК и, по словам разработчиков, может ускорить медицинские открытия на десятилетия. Исследовательская группа под руководством Дайсуке Кихары, профессора биологических наук и компьютерных наук в Колледже наук Университета Пердью, опубликовала свои результаты в престижном журнале Nature Communications.

NuFold предоставляет ученым возможность визуализировать структуры РНК в трехмерном пространстве, что критически важно для понимания их функций. Профессор Кихара называет NuFold «РНК-эквивалентом AlphaFold" — вычислительного метода предсказания структуры белков, который, по его словам, должен получить Нобелевскую премию по химии в 2024 году. Подобно тому, как AlphaFold произвел революцию в исследованиях белков, NuFold может значительно продвинуть исследования РНК, которые считаются даже более сложными для моделирования.

Разработка NuFold заняла три года. Главным разработчиком выступил доктор Юки Кагая, постдокторский исследователь Университета Пердью. Ключевая особенность NuFold — способ внутреннего представления РНК, учитывающий пары оснований, критически важные для структуры РНК, при этом сохраняющий присущую РНК гибкость. Эталонные тесты показали, что NuFold превосходит традиционные методы, основанные на энергетических расчетах, и обеспечивает более точное предсказание локальных структур, чем недавно разработанные подходы, основанные на глубоком обучении.

Значимость NuFold трудно переоценить. Этот инструмент использует современные методы машинного обучения для предсказания полных атомных структур РНК на основе информации о последовательности. Он может существенно ускорить разработку лекарств, вовлекающих РНК, и предоставляет вычислительное решение для проблем, которые не могут быть немедленно решены экспериментальными методами.

Команда исследователей, помимо профессора Кихары и доктора Кагаи, включает нескольких талантливых ученых из Университета Пердью: Зиконг Чжан, Набил Ибтехаз и Сяо Ван (аспиранты компьютерных наук), Цукаса Накамура (постдок биологических наук) и Пранав Дип Пунуру (студент-бакалавр биологических наук). Все они внесли значительный вклад в разработку кода, проведение тестов и создание веб-сервера Google Colab.

Важно отметить, что код NuFold и записная книжка Google Colab находятся в свободном доступе для исследователей и всех заинтересованных лиц. Это позволяет научному сообществу немедленно начать использовать этот инновационный инструмент для продвижения исследований РНК и разработки новых методов лечения заболеваний, связанных с РНК. Группа Кихары работает в составе Группы структурной биологии в рамках Департамента биологических наук Университета Пердью и аффилирована с Институтом исследования рака Пердью, а также сотрудничает с Центром перспективных вычислений Розена (RCAC).


Новое на сайте

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка