С помощью компьютерного зрения ученые научились обнаруживать места для связывания лекарств в фармакологических мишенях

28 окт 2020 13:40 #97399 от ICT
Ученые из группыiMoleculeЦентра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE)разработали алгоритм машинного обучения для поиска у белков сайтов связывания с лекарствами – потенциальных лекарственных мишеней. Алгоритм BiteNet за полторы минуты может проанализировать 1000 белковых структур и найти оптимальные места для присоединения лекарственных молекул. Результаты исследования опубликованы в журнале CommunicationsBiology. Мишенями лекарственных препаратов обычно служат белки – молекулы, контролирующие большинство биологических процессов. Для оказания терапевтического эффекта лекарства связываются с белками в определенных местах – сайтах связывания. Способность соединяться с лекарством определяется аминокислотной последовательностью участка и его пространственной структурой. Сайты связывания – настоящие "горячие точки" фармакологии. Чем больше известных сайтов связывания, тем больше возможностей для создания новых более эффективных и безопасных лекарств. Аспирант Сколтеха Игорь Козловский и старший преподаватель Сколтеха (CDISE) Петр Попов разработали новый вычислительный подход для пространственно-временного обнаружения сайтов связывания у белков. Метод основан на применении к белковым структурам, которые позиционируются как 3D-изображения, алгоритмов глубокого обучения и компьютерного зрения. Новая технология позволяет детектировать даже сайты, которые сложно обнаружить: например ученым удалось обнаружить сайты связывания, которые скрыты в экспериментальных атомарных структурах или формируются несколькими белковыми молекулами, для рецептора, соединяющегося с G белком и эпителиального фактора роста, – одними из важнейших лекарственных мишеней, в случае онкологических заболеваний. По словам руководителя исследования Петра Попова, геном человека насчитывает порядка 20 000 различных белков, однако лишь малая часть из них ассоциируется с фармакологической мишенью. "Наш подход позволяет исследовать белок на наличие сайтов связывания для лекарственно-подобных соединений, таким образом позволяя расширить набор фармакологических мишеней. Кроме того, успех начального этапа поиска лекарственных препаратов на основе структуры (structure-based drug discovery) сильно зависит от выбранной атомарной структуры белковой мишени. Работа со структурой, в которой сайт связывания закрыт для лекарства или отсутствует, может привести к неудаче. Наш метод позволяет анализировать большое количество структур одного белка и находить наиболее подходящую для данного этапа", – рассказывает Петр Попов. По словам первого автора исследования, аспиранта Сколтеха Игоря Козловского, BiteNet превосходит существующие аналоги по скорости и точности. "BiteNet основан на компьютерном зрении. Мы представляем белковые структуры в качестве изображений, а сайты связывания в роли объектов, которые мы ищем на этих изображениях. Одну пространственную структуру мы можем проанализировать за 0,1 сек, а за 1,5 минуты оценить 1000 изображений – тысячу белковых структур, по 2000 атомов в каждой", - объяснил Игорь Козловский. Ссылка на источник


  • Сообщений: 103416

  • Пол: Не указан
  • Дата рождения: Неизвестно
  • Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

    Похожие статьи

    ТемаРелевантностьДата
    "Северсталь" повышает безопасность производства с помощью компьютерного зрения19.07Понедельник, 30 мая 2022
    В России разработан чип компьютерного зрения для зарубежных заказчиков14.98Вторник, 24 мая 2016
    В Sailfish Mobile OS RUS появилась поддержка компьютерного зрения14.98Понедельник, 25 декабря 2017
    «Mail.Ru для бизнеса» выходит на рынок компьютерного зрения14.98Вторник, 20 февраля 2018
    Intel закроет подразделение технологий компьютерного зрения14.98Среда, 18 августа 2021
    В «Мобильном Облаке» Mail.Ru внедрены технологии компьютерного зрения14.82Понедельник, 25 сентября 2017
    Российский микропроцессор для систем компьютерного зрения пошел в серию14.82Пятница, 10 ноября 2017
    Smart Engines протестировала системы «Эльбрус» в задачах компьютерного зрения14.67Пятница, 29 декабря 2017
    Gfk и Trax предложат ритейлу совместное решение в области компьютерного зрения14.67Понедельник, 03 декабря 2018
    "Россети" испытали систему компьютерного зрения на подстанции, питающей Валдай14.67Среда, 03 марта 2021

    Мы в соц. сетях