ИИ помог обнаружить 12 тыс. потенциальных антибиотиков в клетках архей

Молекулярные биологи выяснили более 12 тыс. ранее неизвестных белков с противомикробными свойствами, проанализировав при помощи ИИ наборы всех белков, которые вырабатываются двумя сотнями разновидностей микробов из царства архей. Часть из этих молекул оказалась сравнимой по силе действия на бактерий с антибиотиком полимиксином, сообщила пресс-служба Университета штата Пенсильвания.

"В прошлом поиски новых антибиотиков концентрировались на трех царствах жизни - на грибках, бактериях и животных. Проведенный нами анализ показал, что и в царстве архей существует огромный набор пока не открытых нами антибиотиков. Их поиски являются критически важной задачей для нас из-за растущей стойкости бактерий к уже существующим препаратам", - заявил профессор Университета штата Пенсильвания (США) Сесар де ла Фуэнте, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют профессор де ла Фуэнте и его коллеги, археи представляют собой одноклеточные организмы, внешне похожие на бактерий, но радикально отличающиеся от них историей эволюции, а также некоторыми аспектами внутренней организации клеток, которые сближают их с многоклеточными живыми существами. Некоторые виды архей обитают в очень экстремальных средах обитания, в том числе на дне Мирового океана и в глубочайших пещерах на суше, что делает их особенно интересными для изучения.

Американские биологи заинтересовались, какие антибиотики могут вырабатывать археи для борьбы с конкурентами из числа обычных бактерий. Для получения ответа на этот вопрос профессор де ла Фуэнте и его коллеги создали специализированную нейросеть APEX, способную анализировать структуру различных белков и оценивать их действие на ключевые белки и клеточные системы патогенных микробов.

Используя эту систему ИИ, ученые проанализировали свойства свыше 193 млн белков архей, присутствующих в клетках 233 разновидностей этих микробов, и оценили их противомикробные свойства. Эти расчеты показали, что более 12 тыс. изученных пептидов потенциально могли блокировать работу важных клеточных систем и ферментов патогенных микробов, восемь десятков наиболее интересных вариаций которых биологи изучили в лаборатории.

Проведенные исследователями опыты показали, что 93% изученных ими молекул подавляли рост многих патогенных бактерий, в том числе кишечной и синегнойной палочки, стафилококка и ряда других микробов. При этом часть из этих молекул оказалась сопоставимой по силе действия на некоторых этих бактерий с антибиотиком полимиксином, что делает архей привлекательным объектом исследования для поиска новых лекарственных средств, подытожили профессор де ла Фуэнте и его коллеги.