Protein Biến Đổi Hình Dạng: Đột Phá Nhờ AI Cách Mạng Hóa Công Nghệ Sinh Học

“Bước đột phá này không chỉ thách thức những quan niệm trước đây về những hạn chế của kỹ thuật protein mà còn báo hiệu một tương lai nơi chức năng sinh học có thể được điều chỉnh theo yêu cầu với độ chính xác tương tự như lập trình phần mềm,” Giáo sư Tanja Kortemme cho biết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Francisco (UCSF) đã đạt được một cột mốc mang tính thay đổi bằng cách thiết kế các protein biến đổi hình dạng. Sự đổi mới này hứa hẹn sẽ định hình lại y học, nông nghiệp và khoa học môi trường. Được công bố trên tạp chí Science, nghiên cứu của UCSF trình bày chi tiết về thiết kế các protein tổng hợp có khả năng thay đổi hình dạng thuận nghịch, bắt chước các protein tự nhiên. Nhóm nghiên cứu, do Giáo sư Kortemme dẫn đầu, đã tận dụng trí tuệ nhân tạo, đặc biệt là chương trình AlphaFold2, để dự đoán cấu trúc gấp nếp protein với độ chính xác chưa từng có. Điều này cho phép họ thiết kế một mô-đun protein có thể “đung đưa” và liên kết các ion canxi, gây ra sự thay đổi cấu trúc. Các protein được thiết kế có tiềm năng to lớn. Trong y học, chúng có thể dẫn đến một thế hệ cảm biến sinh học mới, phản ứng với các dấu hiệu sinh học của bệnh, kích hoạt các tín hiệu cảnh báo sớm hoặc các liệu pháp nhắm mục tiêu. Trong nông nghiệp, những protein này có thể tăng cường khả năng phục hồi của cây trồng trước các căng thẳng môi trường, cải thiện năng suất cây trồng. Hơn nữa, chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng môi trường để phân hủy các chất ô nhiễm hoặc truyền cảm hứng cho các vật liệu tự phục hồi.