🚀 Машинное обучение и суперкомпьютеры совершили революцию в вычислительной разработке лекарств. Теперь можно исследовать и моделировать больше терапевтических кандидатов, например, антител, способных связываться с вирусом SARS-CoV-2 и бороться с ним. Однако для безопасного применения эти вычислительные модели должны пройти экспериментальную проверку — только так можно подтвердить их эффективность.
🔬 В новом исследовании, опубликованном в журнале Analytical Chemistry, ученые Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL) разработали быстрый и простой метод скрининга белков и их связывающих свойств. Их подход, названный «одностадийной реакцией», устраняет длительные этапы традиционных методов и позволяет проводить измерения, которые успевают за скоростью машинного обучения.
💡 «Мы подтвердили работоспособность концепции, что открывает путь для масштабного развития технологий высокопроизводительного скрининга», — заявил ведущий автор исследования, ученый LLNL Чао Лю.
⏳ В традиционном скрининге белков ученые выращивают клетки для производства белков, затем очищают их и проводят эксперименты для оценки связывания с антителами или другими терапевтическими агентами. Этот процесс занимает несколько дней.
⚡ Команда LLNL ускорила его до нескольких часов, объединив синтез белков без использования клеток и флуоресцентную корреляционную спектроскопию (FCS). Вместо выращивания клеток они используют «суп» из клеточных компонентов, синтезирующих белки, и добавляют ДНК, кодирующую целевой белок. Это позволяет получать белки без необходимости поддерживать жизнедеятельность клеток.
🧪 В эксперименте ученые использовали зеленый флуоресцентный белок (из медуз) как модель. Увеличение флуоресцентного сигнала показывает рост концентрации белка. Метод FCS анализирует колебания флуоресценции и диффузию молекул, определяя, насколько эффективно белок связывается с антителом.
🌍 «Диффузионное время — это время, за которое молекула преодолевает определенное расстояние в жидкости. Когда молекула связывается с другой, это время увеличивается, так как комплекс становится крупнее и медленнее. Анализ данных позволяет точно определить долю связанных белков и антител», — пояснил соавтор Тед Лоренс.
💡 Метод легко адаптировать, поскольку многие белки уже имеют флуоресцентные метки. «Синтез без клеток и FCS доступны многим лабораториям. Мы надеемся, что этот подход найдет применение в науке и промышленности», — отметил соавтор Мэтт Коулман.
Авторы исследования: Чао Лю, Стивен Хоанг-Фу, Конгванг Йе и другие.
📚 Источник: Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора (LLNL).
Переведено с сохранением научной точности и добавлением эмоджи для акцента на ключевых идеях.