DNA i RNA rzadko działają samodzielnie. W komórkach niemal zawsze tworzą kompleksy z białkami, które kontrolują ekspresję genów, uczestniczą w odpowiedzi przeciwwirusowej oraz regulują rozwój organizmu. Choć odgrywają kluczową rolę w biologii, wciąż pozostają jednymi z najtrudniejszych celów terapeutycznych we współczesnym odkrywaniu leków.
Dr Grigory Nikolaev z Laboratorium Bioinformatyki i Inżynierii Białka w IIMCB będzie pracował nad rozwiązaniem tego problemu w ramach finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki projektu DeepGeNAPL. Jego celem jest opracowanie narzędzia opartego na sztucznej inteligencji, które pozwoli analizować oraz projektować małe cząsteczki oddziałujące z kompleksami kwasów nukleinowych i białek.
Układy DNA–białko oraz RNA–białko odgrywają istotną rolę w regulacji wielu procesów komórkowych. Brakuje jednak skutecznych metod umożliwiających racjonalne projektowanie małych cząsteczek zdolnych do przewidywalnego oddziaływania z tego typu strukturami.
– Narzędzie będzie wspierało dwa powiązane zadania. Najpierw pomoże badaczom analizować sposób, w jaki małe cząsteczki oddziałują z kompleksami DNA–białko i RNA–białko. Następnie wykorzysta tę wiedzę do projektowania nowych kandydatów na aktywne związki chemiczne. Dzięki temu wczesny etap poszukiwania biologicznie aktywnych cząsteczek stanie się bardziej ukierunkowany. Pozostajemy tu jednak przy wsparciu odkryć naukowych, a nie obietnicy nowych leków – mówi dr Grigory Nikolaev.
DeepGeNAPL ułatwi badaczom analizę trudnych celów molekularnych, pomoże w lepszym zrozumieniu oddziaływań oraz wyborze najbardziej obiecujących kandydatów do dalszych badań doświadczalnych.
Projekt rozwija kompetencje IIMCB na styku sztucznej inteligencji, bioinformatyki strukturalnej, biologii kwasów nukleinowych i medycyny molekularnej. Wpisuje się również w szerszy kierunek badań Instytutu, którego celem jest tworzenie metod obliczeniowych umożliwiających analizę ważnych biologicznie celów molekularnych, trudnych do badania przy użyciu standardowych metod doświadczalnych.
Projekt „Projektowanie małych cząsteczek oddziałujących z kompleksami kwasów nukleinowych i białek z wykorzystaniem głębokiego uczenia” (nr 2025/59/D/ST6/02248) otrzymał 687 092 zł dofinansowania w konkursie SONATA 21 Narodowego Centrum Nauki.