Magyar mesterséges intelligenciával az amiloidok nyomában

Több ezer amiloidmintát találtak az ELTE kutatói az egyetemen létrehozott algoritmus és szerver, a Budapest Amiloid Prediktor segítségével. Egyes peptidek és fehérjék amiloiddá alakulásának folyamatát és feltételeit évtizedek óta vizsgálják Perczel András kutatócsoportjában az ELTE-n. Nemrég az ELTE Matematikai Intézetében működő PIT Bioinformatikai Csoporttal (Keresztes László, Szögi Evelin, Varga Bálint és Grolmusz Vince professzor) Budapest Amiloid Prediktor néven mesterségesintelligencia-alapú eszközt hoztak létre. Ez az algoritmus hat aminosav hosszúságú peptidre 

A Budapest Amiloid Prediktor online elérhető és a róla szóló publikáció 2021-ben jelent meg a Biomolecules című lapban.

A hat aminosav hosszú peptidek egyrészt még elég egyszerűek és könnyebben tanulmányozhatók, mint a hosszabb társaik, másrészt már eléggé összetettek ahhoz, hogy az amiloidképződés egyszerű, de hiteles modelljei legyenek. Ilyen peptidekből összesen 20⁶, vagyis 64 millió különböző molekula létezhet, közülük ma még csak alig kétezer amiloidképzési hajlamát írták le a kutatók. A Budapest Amiloid Prediktor a ma még szűk adatmezőre alapozva tesz eléggé megbízható jóslást a lehetőségek teljes tárházáról.

Sok galibát okoznak

Az amiloidok kóros fehérjék, felismerésük súlyos betegségek megelőzésében és gyógyításában játszhat fontos szerepet. A sejtek belsejében az élet alapjául szolgáló fehérjék oldott formában vannak jelen. Oldhatóságuk térbeli szerkezetükkel van kapcsolatban: ha a térszerkezet megváltozik, a fehérje félretekeredik és oldhatósága is leromlik. Ilyen térszerkezeti változás a fehérje amiloiddá alakulása, ami indikátora vagy oka lehet olyan betegségek kialakulásának, mint az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór vagy a Huntington-betegség, illetve a különböző, esetenként öröklődő amiloidózisok.

Perczel András és Farkas Viktor a PIT Bioinformatikai Csoporttal most olyan amiloidképzési mintákat azonosítottak, amelyekben adott pozíciókban behelyettesített akármilyen fehérjeépítő aminosavakból várhatóan amiloidképző peptidek lesznek. A kutatók összesen 5531 ilyen mintát határoztak meg. 

Az amiloidmintákat leíró cikk az Amerikai Kémiai Társaság lapjában, az ACS Omegában olvasható. Komoly érdeme, hogy szétválasztja azokat a pozíciókat és aminosavakat, amelyek az amiloidképzés szempontjából kiemelten fontosak, és azokat, amelyek nem, amelyek helyére tehát tetszőleges aminosavakat helyettesíthetünk be. 

A munkában a kutatók a mesterséges intelligencia felhasználásával nyertek olyan kémiai tudást, amelynek közvetlen felhasználása lehetséges több területen is, ám a mesterséges intelligencia nélkül aligha lenne felderíthető és behatárolható – tájékoztat az ELTE.