蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，并且在所有生物過程中都起著關(guān)鍵作用。因此，了解它們?nèi)绾闻c環(huán)境相互作用對于開發(fā)有效的**方法和設(shè)計人造細(xì)胞的基礎(chǔ)至關(guān)重要。

EPFL工程學(xué)院生物工程研究所的蛋白質(zhì)設(shè)計和**工程實驗室(LPDI)的研究人員與USI-Lugano，帝國理工學(xué)院以及Twitter的圖學(xué)習(xí)研究部門的合作者一起開發(fā)了突破性的機器學(xué)習(xí)驅(qū)動型預(yù)測這些相互作用并僅根據(jù)表面外觀描述蛋白質(zhì)生化活性的技術(shù)。除了加深我們對蛋白質(zhì)功能的認(rèn)識外，這種稱為MaSIF的方法還可以支持為明天的人造細(xì)胞開發(fā)基于蛋白質(zhì)的成分。研究小組在《自然方法》雜志上發(fā)表了研究結(jié)果。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究

研究人員獲取了大量蛋白質(zhì)表面數(shù)據(jù)，并將其化學(xué)和幾何性質(zhì)輸入到機器學(xué)習(xí)算法中，對其進(jìn)行訓(xùn)練，以使這些性質(zhì)與特定的行為模式和生化活性相匹配。然后，他們使用剩余的數(shù)據(jù)來測試算法。研究的**作者Pablo Gainza說：“通過掃描蛋白質(zhì)的表面，我們的方法可以定義指紋，然后可以在蛋白質(zhì)之間進(jìn)行比較。”

研究小組發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行相似相互作用的蛋白質(zhì)具有共同的“指紋”。

LPDI主管Bruno Correia說：“該算法每秒可以分析數(shù)十億個蛋白質(zhì)表面。”“我們的研究對人工蛋白質(zhì)設(shè)計具有重要意義，它使我們能夠僅通過改變蛋白質(zhì)的表面化學(xué)和幾何特性來對其進(jìn)行編程，使其具有某種特定的行為。”

該方法以開源格式發(fā)布，也可以用于分析其他類型分子的表面結(jié)構(gòu)。

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