Mitochondrien: KI sagt Tausende Proteinpartner voraus
· Redaktion BehindLines
Forscher von Texas A&M AgriLife Research haben ein Werkzeug der künstlichen Intelligenz eingesetzt, um die wahrscheinlichen Partner der Proteine der Mitochondrien zu kartieren, jener Strukturen, die den Zellen des Menschen Energie liefern. Laut Phys.org und dem Pressedienst AgriLife Today erschienen die Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Communications unter dem Titel „The predicted interactome of the human mitochondrial proteome“.
Ein Vorhersagewerkzeug, zweckentfremdet
Laut AgriLife Today sind in den menschlichen Mitochondrien rund 1.100 Proteine bekannt, und die Funktion vieler bleibt unbekannt. Mutationen, die fast 30 % davon betreffen, wurden mit Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Krebs, Parkinson, Alzheimer und seltene erbliche Stoffwechselstörungen.
Das Team nutzte AlphaFold-Multimer, ein Werkzeug, das Google DeepMind 2022 vorstellte, um die Form zu bestimmen, die sich verbindende Proteine annehmen. Laut AgriLife Today prüfte es 630.003 mögliche Paare. Die Methode war zunächst an Proteinen des mitochondrialen Kupferwegs erprobt worden; der Erstautor Abhinav Swaminathan, Forscher im Labor von Vishal Gohil, gibt an, sie habe „sehr gut funktioniert“, was dazu führte, sie auf alle Proteine auszuweiten.
Was die Kartierung offenbart
Das Screening bezeichnete 2.895 wahrscheinliche Wechselwirkungen, von denen mehr als die Hälfte nie zuvor gemeldet worden war, laut AgriLife Today. Phys.org präzisiert, dass es außerdem 85 bislang nicht charakterisierten Proteinen ihre ersten wahrscheinlichen Partner zuwies, was Hinweise auf ihre Rolle liefert.
Auf diese Vorhersagen folgten laut AgriLife Today etwa zwei Jahre Laborarbeit: Mehrere vorhergesagte Partnerschaften wurden in Hefezellen und menschlichen Zellen bestätigt, unter Beteiligung von Forschern der Washington University in St. Louis. Die Mitteilung präzisiert nicht, wie viele Vorhersagen getestet wurden und welcher Anteil bestätigt wurde.
Eine offene Ressource, klare Grenzen
Die Vorhersagen werden unter dem Namen MitoMatch kostenlos online bereitgestellt, damit andere Labore die wahrscheinlichen Partner der von ihnen untersuchten Proteine suchen können.
Die Autoren bleiben vorsichtig. Die Funktion eines Proteins zu kennen, ist notwendig, bevor sich die damit verbundenen Krankheiten behandeln lassen, und die am Computer vorhergesagten Wechselwirkungen müssen durch Experimente überprüft werden. Abhinav Swaminathan stellt klar, das Labor sei „traditionell“, für Biochemie und Genetik, und kein KI-Labor, und Behandlungen für mit den Mitochondrien verbundene Krankheiten könnten noch fern sein. Das Team setzt die Tests mit anderen Forschern fort.