Come le Proteine ​​si piegano in forme tridimensionali

DeepMind, uno sviluppatore di intelligenza artificiale (AI) e una sussidiaria di Google, è riuscita a risolvere quello che è stato una incognita per la scienza negli ultimi 50 anni: il ripiegamento delle proteine, cioè i meccanismi attraverso i quali ciascuno acquisisce una configurazione tridimensionale unica e termodinamicamente stabile.

Grazie a un nuovo programma AI, AlphaFold, i laboratori di ricerca dell’azienda sono stati in grado di decifrare e prevedere il processo mediante il quale le proteine ​​si piegano in forme tridimensionali, un meccanismo estremamente complesso e fondamentale per comprendere la loro funzione all’interno delle proteine, processi biologici che supportano la vita.

Per lo sviluppo di AlphaFold, è stato addestrato un algoritmo di intelligenza artificiale con un database pubblico contenente circa 170.000 sequenze di proteine ​​e le loro forme: l’equivalente tra 100 e 200 unità di elaborazione grafica.

Di conseguenza, il nuovo “software” è in grado di prevedere il modo in cui le catene di amminoacidi che compongono le proteine ​​possono torcersi e piegarsi per formare una struttura tridimensionale, un compito molto complesso considerando che possono assumere una varietà di forme ravvicinate a un gogol al cubo, cioè un 1 seguito da 300 zeri.

Durante la valutazione critica della previsione della struttura proteica – competizione biennale nota come “Olimpiadi delle proteine” – AlphaFold ha ottenuto un punteggio medio di 92,4 su 100, raggiungendo rapidamente risultati simili a quelli ottenuti da lunghi metodi sperimentali complessi utilizzati nei laboratori.

Implicazioni scientifiche

I ricercatori hanno sottolineato che conoscere il modo in cui le proteine ​​si piegano li aiuterà a determinare la loro funzione in ciascun caso e il ruolo che svolgono in determinati processi biologici. Il che apre la possibilità di una migliore comprensione di alcune malattie e progettazione in tempi più brevi di farmaci specifici per combatterli.

Inoltre, si stima che questa scoperta aiuterà gli scienziati a sviluppare “enzimi verdi” in grado di abbattere l’inquinamento da plastica, tra le altre possibili applicazioni nel campo della sostenibilità ambientale.