人工智能检测新家庭在肠道细菌的基因
使用人工智能、UT西南研究人员发现了一种新的感应基因家族在肠道细菌可能有关的结构和功能,但不是基因序列。研究结果,发表在PNAS,提供一种新的方式来确定物种基因的作用,可能导致对抗肠道细菌感染的新方法。
“我们在这些蛋白质识别相似性反过来的通常是如何实现的。而不是使用序列,丽莎寻找匹配的结构,”说金正日奥尔特博士分子生物学和生物化学教授,该研究与丽莎Kinch博士生物信息学专业系的分子生物学。
奥尔特博士的实验室一直专注于研究海洋和河口细菌引起的感染。2016年,奥尔特博士和她的同事们使用生物物理学描述两种蛋白质的结构称为VtrA和VtrC复杂细菌物种称为协同工作弧菌parahaemolyticus。她和她的团队发现了VtrA / VtrC复杂诉parahaemolyticus——这是经常从受污染的贝类食物中毒的原因——感官胆汁细菌细胞表面,发送一个信号发射化学级联,提示这种微生物入侵的人类宿主肠道细胞。
尽管VtrA股票一些结构特点与一种叫做ToxR发现的蛋白质相关的细菌霍乱弧菌导致霍乱,目前尚不清楚一个同族体VtrC也存在于这个或任何其他细菌。
“我们从来没有见过像VtrC Kinch博士说。“但是,我们认为,其他蛋白质必须存在。”
没有任何已知的基因序列的身份与VtrC相似,研究人员将两年前发布的软件称为AlphaFold。这个人工智能程序能准确地预测结构的一些蛋白质编码基因序列的基础上,信息,以前只是在实验室中通过艰苦的工作。
AlphaFold表明一种叫做托克斯的蛋白质霍乱弧菌VtrC结构非常相似,尽管两种蛋白质不共享任何可辨认的部分基因序列。当研究人员寻找蛋白质与其他生物类似的结构特点,他们发现VtrC同系物的其他几个肠细菌物种负责人类疾病,包括鼠疫杆菌(导致鼠疫)伯克举办(导致热带感染称为类鼻疽)。这些VtrC同系物似乎与蛋白质结构类似于VtrA音乐会,表明他们的角色可能是相同的诉parahaemolyticus。
奥尔特博士说,这些结构相似性最终可能导致药物治疗条件不同引起的传染性生物体依靠类似致病性策略。
奥尔特博士是霍华德休斯医学研究所研究员,伯爵a·福赛斯椅子在生物医学科学,是一部关于Caruth, Jr .)在生物医学研究的学者。国家科学院的成员自2020年以来,这是她就职的文章PNAS。
参考:Kinch L, Cong问Jaishankar et al . Co-component信号转导系统:飞速发展毒性监管磁带中发现肠道细菌。美国国家科学院院刊》上。119 (24):e2203176119。2022;doi:10.1073 / pnas.2203176119。
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