Virusul care a amenințat omenirea deschide viitorul

Materialul genetic este încapsulat în învelișuri proteice sferice, permițând virușilor să se reproducă și să infecteze celulele gazdă. Aceste arhitecturi complexe au inspirat cercetătorii să creeze proteine asemănătoare virusurilor.

 Genele terapeutice sunt transmise celulelor țintă

 Genele terapeutice sunt transmise celulelor țintă prin „nano-cuști” care imită activitatea virală. Dimensiunile reduse ale nano-cuștilor limitează cantitatea de material genetic pe care o pot transporta, iar modelele lor simpliste nu pot reproduce multifuncționalitatea proteinelor virale sălbatice.

Pentru a depăși aceste restricții, echipa de studiu a recurs la proiectarea computațională bazată pe inteligența artificială. Majoritatea virușilor sunt simetrici, dar au asimetrii modeste. Oamenii de știință au folosit inteligența artificială pentru a imita aceste proprietăți nuanțate și pentru a dezvolta pentru prima dată nano-cuști tetraedrice, octaedrice și icosaedrice.

Patru tipuri de proteine artificiale produc nanostructuri

Patru tipuri de proteine artificiale produc nanostructuri complicate cu șase interacțiuni proteină-proteină. Structura icosaedrică de 75 nanometri poate conține de trei ori mai mult material genetic decât vectorii standard de transmitere a genelor, cum ar fi virușii adeno-asociați (AAV), ceea ce reprezintă un progres pentru terapia genică.

Nano-cuștile proiectate de IA au structuri exact simetrice, conform microscopiei electronice. Investigațiile funcționale au arătat că acestea pot transporta încărcături terapeutice la celulele țintă, permițând utilizări medicale.

„Progresele în IA au deschis ușa către o nouă eră în care putem proiecta și asambla proteine artificiale pentru a răspunde nevoilor umanității”, a adăugat Lee. „Sperăm că această cercetare nu numai că accelerează dezvoltarea terapiilor genice, ci și conduce la descoperiri în vaccinurile de generație următoare și alte inovații biomedicale.”

Înainte de a se alătura POSTECH în ianuarie 2024, profesorul Lee a fost cercetător postdoctoral în laboratorul profesorului Baker de la Universitatea din Washington din februarie 2021 până la sfârșitul anului 2023.

Acest studiu a fost finanțat de Institutul Medical Howard Hughes (HHMI) din SUA și de Ministerul Științei din Republica Coreea și de Programul de excelență pentru tineri cercetători al TIC, de Programul de dezvoltare a nano-tehnologiei și a materialelor și de Programul de cercetare a frontierelor globale, notează sciencedaily