AlphaFold Revoluciona a Biologia Estrutural

Biologia Tecnologia Saúde

O sistema de inteligência artificial AlphaFold, desenvolvido pela DeepMind, ajudou pesquisadores a desvendar a estrutura do complexo do poro nuclear, uma das maiores e mais complexas máquinas moleculares das células humanas. Este avanço significativo promete abrir novas portas para a compreensão e tratamento de várias doenças graves.

Create a flat, vector-style 2D linear corporate design showcase on a white, texture-less background. It portrays researchers, both men and women of various ethnic descents including Caucasian, Black, Middle-Eastern and Hispanic, in a scientific lab setting. They are using a computer that symbolizes AlphaFold, an artificial intelligence tool. The screen displays a 3D model of the nuclear pore complex, representing an intricate molecular structure. Floating around this setting are graphical displays of protein structures, indicating the predictive capabilities of the AI. This artwork symbolizes the significant advancement in our understanding and potential treatment of various serious diseases.

Imagem gerada utilizando Dall-E 3

Em maio de 2019, Pietro Fontana, ao ingressar no Wu Lab da Harvard Medical School e do Boston Children’s Hospital, enfrentou o desafio de modelar o complexo do poro nuclear. Este complexo é composto por mais de 30 subunidades proteicas diferentes, totalizando mais de 1.000 nucleoporinas. A utilização do AlphaFold, em colaboração com Alexander Tong da Universidade da Califórnia, Berkeley, resultou em um avanço inesperado no verão de 2021, permitindo a previsão de estruturas de nucleoporinas até então desconhecidas.

O AlphaFold permitiu que a equipe de Fontana gerasse um modelo quase completo do anel citoplasmático do complexo do poro nuclear. Este avanço é crucial, pois o complexo atua como guardião do núcleo celular, regulando o que entra e sai dele, e está associado a várias doenças humanas graves, incluindo esclerose lateral amiotrófica (ELA) e outras doenças neurodegenerativas. A precisão do AlphaFold em prever estruturas proteicas repetitivas foi um fator chave para este sucesso.

Além dos esforços nos EUA, cientistas do Instituto Max Planck de Biofísica e do Laboratório Europeu de Biologia Molecular na Alemanha também utilizaram o AlphaFold para modelar o complexo do poro nuclear humano. A combinação do AlphaFold com a criotomografia eletrônica resultou em um modelo duas vezes mais completo que o anterior, cobrindo dois terços do complexo. Embora o AlphaFold tenha limitações, ele acelerou significativamente o progresso na biologia estrutural.

O AlphaFold não só expandiu os limites da ciência, mas também acelerou descobertas em um ritmo antes considerado impossível. Embora ainda haja desafios a serem superados, o impacto desta ferramenta de IA na biologia estrutural é inegável, prometendo avanços significativos na compreensão e tratamento de diversas doenças no futuro.