D’oibrigh 13 de 69 próitéáisí deartha

Dhear taighdeoirí móilíní próitéine ón tús a ghearrann nasc roghnaithe i slabhra próitéine eile. As 69 iarrthóir íonaithe a thástáil siad sa tsaotharlann, ghearr 13 acu an sprioc a bhí beartaithe dóibh (Nature). Is mar seo a rialaíonn cealla cé na próitéiní atá gníomhach: gearrann siad próitéin ag suíomh a roghnaíonn siad. Le huirlis a dhéanfadh é sin ar éileamh, d’fhéadfadh bitheolaithe idirghabháil a dhéanamh sa chóras sin seachas a bheith ag breathnú air amháin.

Cén fáth a bhfuil sé chomh deacair an nasc seo a bhriseadh

Is slabhra aimínaigéad é próitéin, agus naisc peiptídeacha a choinníonn na haimínaigéid le chéile. Is fíordheacair na naisc sin a bhriseadh astu féin: cuir próitéin in uisce neodrach agus d’fhéadfadh na naisc fanacht slán ar feadh na gcéadta bliain (Radzicka and Wolfenden).

Mar sin féin, briseann cealla na naisc seo go leanúnach le heinsímí ar a dtugtar próitéáisí. Is próitéin í einsím a chuireann dlús le himoibriú ceimiceach, agus is iad na próitéáisí na heinsímí a dhéanann sainfheidhmiú ar phróitéiní eile a ghearradh. Is é an cleas ná iad a shuíomh i gceart. Caithfidh na grúpaí ceimiceacha imoibríocha a bheith ag fad beacht agus ag uillinn bheacht ón nasc sonrach atá le gearradh, agus iad a choinneáil ansin fada go leor le go dtarlóidh an t-imoibriú. Má bhíonn an gheoiméadracht mícheart fiú faoi chodán de nanaiméadar, ní tharlaíonn aon rud.

Sin é an dúshlán a thug an fhoireann fúthu. Níor chum siad ceimic nua. Fuair siad ar iasacht an teaglaim imoibríoch a úsáideann próitéáisí cistéine nádúrtha cheana féin: aimínaigéad cistéine a bhfuil sulfar ann, agus atá gníomhachtaithe ag histidín in aice leis. Ansin rinne siad iarracht próitéin nua ar fad a atógáil timpeall an teaglaim seo chun gach rud a choinneáil ina áit (Nature).

Cruth a dhearadh chun an cheimic a choinneáil ina háit

Seo an áit a dtagann an chuid ríomhaireachtúil isteach. D’úsáid an fhoireann uirlisí intleachta saorga chun cruthanna próitéine a chumadh — an cruth tríthoiseach a ghlacann slabhra aimínaigéad nuair a fhilleann sé air féin. Ansin roghnaigh siad seichimh aimínaigéad ar dócha go gcruthóidís na cruthanna sin, agus thuar siad ar deireadh an bhfillfeadh gach seicheamh ar an mbealach a bhí uathu (ProteinMPNN paper). Laghdaigh bogearraí réimse ollmhór féidearthachtaí go dtí rud a d’fhéadfadh saotharlann a dhéanamh agus a thástáil go praiticiúil. Ba iad na tástálacha sa tsaotharlann a léirigh cé acu a d’oibrigh.

Is é an rud a fhágann gur mó atá i gceist leis an toradh ná cóipeáil ná cuma neamhchoitianta na bpróitéiní críochnaithe. Ní hionann an struchtúr máguaird agus struchtúr próitéáisí nádúrtha (Nature). Fuarthas an cheimic ar iasacht, ach tá an creat tacaíochta a choinníonn ina háit í difriúil. Dhearbhaigh an fhoireann é sin trí chriostail de roinnt de na dearaí a fhás agus a struchtúir adamhacha a chinneadh. Bhí na struchtúir ar aon dul leis an méid a bhí tuartha ag na ríomhairí.

Ó fheadán tástála go cill bheo

Léirigh tástálacha sa tsaotharlann go raibh na dearaí ag gearradh a gcuid spriocanna. Chuaigh an fhoireann céim eile agus thástáil siad iad laistigh de chealla mamaigh. Chuir siad isteach na treoracha géiniteacha don phróitéáis dheartha agus don spriocphróitéin araon, agus ansin lorg siad fianaise ar ghearradh (preprint).

Tá tábhacht leis an gcéim sin mar gur áit réasúnta fhabhrach é feadán tástála. Tá cill plódaithe, lán de mhóilíní iomaíocha, agus bíonn baol ann go bhfillfidh próitéin nach n-aithníonn an chill go mícheart nó go scriosfaidh an chill í. Má mhaireann einsím dheartha sa timpeallacht sin agus má leanann sí uirthi ag déanamh a cuid oibre, tá bac suntasach sáraithe aici.

Ní mór a bheith cruinn faoin rud a chiallaíonn 13 as 69. Níor roghnaíodh na 69 go randamach; scagadh iad le bogearraí roimh ré, agus ansin íonaíodh agus tástáladh iad (Nature). Mar sin, léiríonn an figiúr cé chomh minic a oibríonn dearadh a roghnaíodh go cúramach. Sin an uimhir is tábhachtaí más mian leat an próiseas a chur i bhfeidhm arís. Theip ar fhormhór na n-iarrachtaí fós, agus níl na dearaí chomh gníomhach leis na heinsímí nádúrtha a bhfuair siad a gceimic ar iasacht uathu (Ars Technica). Ceapann na taighdeoirí nach bhfuil a ngrúpaí imoibríocha suite chomh beacht fós agus a éiríonn leis an éabhlóid iad a shuíomh.

Is léir cén fáth a bhfuil an smaoineamh tarraingteach. Baineann go leor galair le próitéin atá ag déanamh dochair, agus d’fhéadfadh uirlis a ghearrfadh próitéin roghnaithe bealach a thabhairt chun í a mhúchadh (GeekWire). Léiríonn na turgnaimh gur féidir leis an gceimic a úsáidtear chun próitéiní a ghearradh oibriú i gcruthanna próitéine nua-dheartha. Níor tástáladh úsáid leighis fós.