Vormveranderende Eiwitten: Door AI aangedreven doorbraak revolutioneert biotechnologie

“Deze doorbraak daagt niet alleen eerdere opvattingen over de beperkingen van eiwitengineering uit, maar luidt ook een toekomst in waarin biologische functies met precisie, vergelijkbaar met software programmeren, op maat kunnen worden gemaakt”, aldus professor Tanja Kortemme. Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF) hebben een transformatieve mijlpaal bereikt door vormveranderende eiwitten te ontwikkelen. Deze innovatie belooft de geneeskunde, landbouw en milieuwetenschap te hervormen. Gepubliceerd in Science, beschrijft de UCSF-studie het ontwerp van synthetische eiwitten die in staat zijn tot omkeerbare vormveranderingen, die natuurlijke eiwitten nabootsen. Het team, onder leiding van professor Kortemme, maakte gebruik van kunstmatige intelligentie, met name het AlphaFold2-programma, om eiwitvouwingsstructuren met ongekende nauwkeurigheid te voorspellen. Dit stelde hen in staat een eiwitmodule te ontwikkelen die kan “zwaaien” en calciumionen kan binden, waardoor conformatieveranderingen worden geïnduceerd. De ontwikkelde eiwitten hebben een enorm potentieel. In de geneeskunde zouden ze kunnen leiden tot een nieuwe generatie biosensoren die reageren op biomarkers van ziekten, waardoor vroegtijdige waarschuwingssignalen of gerichte therapieën worden geactiveerd. In de landbouw zouden deze eiwitten de veerkracht van planten tegen omgevingsstress kunnen vergroten, waardoor de gewasopbrengsten verbeteren. Verder zouden ze kunnen worden gebruikt in milieu-toepassingen om verontreinigende stoffen af te breken of zelfherstellende materialen te inspireren.