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La piattaforma di AI può identificare le proteine specifiche che permettono che i batteri infettino gli intestini

I ricercatori dall'università di Tel Aviv hanno creato una piattaforma di intelligenza artificiale che può identificare le proteine specifiche che permettono che i batteri infettino gli intestini - un metodo che apre la strada per la creazione delle droghe astute che neutralizzeranno le proteine ed impediranno la malattia, senza l'uso degli antibiotici. Stavano partecipando allo studio, che è stato pubblicato nella scienza prestigiosa del giornale, lo studente Naama Wagner di Ph.D. e prof. Tal Pupko, testa del banco di Shmunis della biomedicina e della ricerca sul cancro alla facoltà delle scienze biologiche e di nuovo centro per scienza di dati & di intelligenza artificiale all'università di Tel Aviv. L'internazionale partners nei ricercatori inclusi studio dall'istituto universitario imperiale (piombo da prof. Gad Frankel) e dall'istituto per ricerca sul cancro a Londra come pure dall'università tecnica e dal centro nazionale per biotecnologia a Madrid.

Le malattie intestinali sono causate dai batteri patogeni che fissano alle nostre celle intestinali. Una volta che fissati, i batteri usano un genere di siringa molecolare per iniettare le celle intestinali con le proteine chiamate “effettori.„ Questi effettori funzionano insieme per assumere la direzione delle celle in buona salute, come i pirati informatici che assumono la direzione dei " server " del computer facendo uso di una combinazione di righe di codice. Tuttavia, finora gli scienziati non hanno conosciuto che combinazione della proteina è che crepe i meccanismi di difesa delle cellule. Ora, la piattaforma dell'intelligenza artificiale di Tel Aviv dei ricercatori dell'università ha identificato gli effettori novelli nei batteri, che sperimentalmente sono stati analizzati e convalidato stati. Successivamente, gli esperimenti del laboratorio eseguiti a Londra hanno predetto con successo le combinazioni della proteina che piombo ai batteri patogeni che assumono la direzione degli intestini.

In questo studio, abbiamo messo a fuoco su un batterio che causa la malattia intestinale in mouse, un parente dei batteri di Escherichia coli che causano la malattia intestinale in esseri umani, per non lavorare direttamente con l'agente patogeno umano. L'intelligenza che artificiale abbiamo creato sa predire gli effettori in vari batteri patogeni, compreso i batteri che attaccano gli impianti di importanza economica. I nostri calcoli sono stati permessi dagli strumenti avanzati di apprendimento automatico che usano le informazioni genomiche di tantissimi batteri. I nostri partner in Inghilterra hanno provato sperimentalmente che l'apprendimento era estremamente accurato e che gli effettori che abbiamo identificato sono effettivamente le armi usate dai batteri.„

Naama Wagner, Ph.D. Student

“I batteri patogeni sono trattati con gli antibiotici,„ dice prof. Tal Pupko. “Ma gli antibiotici uccidono tantissime specie di batteri, nella speranza che i batteri patogeni egualmente si distruggeranno. Così gli antibiotici sono un fucile non ma un cannone. Inoltre, l'esagerare degli antibiotici piombo allo sviluppo dei batteri resistenti agli antibiotici, un problema mondiale che sta peggiorando. La comprensione delle fondamenta molecolari della malattia è un punto necessario nello sviluppo delle droghe che sono più astute degli antibiotici, che non noceranno alla popolazione batterica negli intestini affatto. Questa volta abbiamo scoperto gli effettori dei batteri dell'intestino che attaccano i roditori, ma questo è appena l'inizio. Già stiamo lavorando ad individuare gli effettori in altri batteri nel tentativo di capire meglio come effettuano la loro missione nelle cellule bersaglio che stanno attaccando.„

Source:
Journal reference:

Ruano-Gallego, D., et al. (2021) Type III secretion system effectors form robust and flexible intracellular virulence networks. Science. doi.org/10.1126/science.abc9531.