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Une équipe a mis au point des algorithmes d'apprentissage automatique qui ont créé des enzymes émettant de la lumière appelées luciférases

Pour la première fois. qui sont des protéines qui accélèrent les réactions chimiques. vehicle de nouvelles enzymes pourraient avoir de nombreuses utilisations dans la médecine et la fabrication industrielle.

“Les organismes vivants sont des chimistes remarquables. Plutôt que de compter sur des composés toxiques ou une chaleur extrême, ils utilisent des enzymes pour décomposer ou accumuler tout ce dont ils ont besoin dans des disorders douces. De nouvelles enzymes pourraient mettre à portée de principal les produits chimiques et les biocarburants renouvelables”, a déclaré l’auteur principal David Baker. professeur de biochimie à la faculté de médecine de l’Université de Washington et récipiendaire du prix Breakthrough 2021 en sciences de la vie.

Comme indiqué le 22 février dans la revue Character. Les checks en laboratoire ont confirmé que les nouvelles enzymes peuvent reconnaître des produits chimiques spécifiques et émettre de la lumière très efficacement. Ce projet a été dirigé par deux chercheurs postdoctoraux du Baker Lab, Andy Hsien-Wei Yeh et Christoffer Norn.

Pour créer de nouvelles enzymes luciférases. Ils ont ensuite utilisé un logiciel pour générer des milliers de buildings protéiques possibles susceptibles de réagir avec ces produits chimiques.

Lors d’essais en laboratoire, les chercheurs ont identifié une enzyme efficace. L’enzyme a effectué la réaction chimique souhaitée. Le raffinement de l’enzyme a conduit à des améliorations spectaculaires des performances. Une enzyme optimisée. a généré suffisamment de lumière pour être noticeable à l’œil nu. Il s’est avéré moreover brillant que l’enzyme luciférase naturelle trouvée dans la pensée de mer rougeoyante Renilla reniformis.

“Nous avons pu concevoir des enzymes très efficaces à partir de zéro sur l’ordinateur, au lieu de nous fier aux enzymes trouvées dans la mother nature. Cette percée signifie que des enzymes personnalisées pour presque toutes les réactions chimiques pourraient, en principe, être conçues”, a déclaré Yeh.

De nouvelles enzymes pourraient profiter à la biotechnologie, à la médecine, à l’assainissement de l’environnement et à la fabrication. Par exemple, en biotechnologie, les enzymes peuvent améliorer la creation de biocarburants, la transformation des aliments et la fabrication pharmaceutique. En médecine. La conception d’enzymes peut améliorer l’environnement en décomposant les polluants ou en nettoyant les sites contaminés. Et les enzymes peuvent également aider à la production de nouveaux matériaux tels que les plastiques et les adhésifs biodégradables.

Cette recherche a été dirigée par des scientifiques de l’UW College of Drugs et comprenait des collaborateurs de l’Université de Californie à Los Angeles.

Ce travail a été soutenu par le Howard Hughes Health care Institute, National Institutes of Health and fitness (K99EB031913), United Planet Antiviral Exploration Network, Nationwide Institute of Allergy and Infectious Condition (1 U01 AI151698-01), Audacious Venture at the Institute for Protein Design and style, Open up Philanthropy Challenge Improving upon Protein Design Fund, Novo Nordisk Basis (NNF18OC0030446), National Science Foundation (CHE-1764328, OCI-1053575) et Eric et Wendy Schmidt sur recommandation du programme Schmidt Futures. La Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (22103060) a fourni des ressources de calcul partielles.