Токсин конусной улитки вдохновил на новый метод изучения молекулярных взаимодействий
Учёные из Института Вейцмана разработали новый подход для поиска молекулярных мишеней, вдохновившись токсином конусной улитки, который действует и на насекомых, и на рыб. Метод сочетает искусственный интеллект с традиционными исследованиями.
Цель исследования: выяснить, как токсин конусной улитки Conkunitzin-S1 (Cs1) воздействует на рыб — одну из жертв этих моллюсков. Известно, что Cs1 блокирует калиевые каналы (ключевые пути для функции клеток) и сильно влияет на плодовых мушек, но не затрагивает млекопитающих или моллюсков. Однако его конкретные мишени у рыб оставались неизвестными.
Новый подход: учёные использовали двухэтапный вычислительный метод:
- AlphaFold (AI-программа) — для предсказания, как токсин может связываться с разными рыбьими калиевыми каналами.
- ET3 (новая AI-модель) — анализирует движение молекул воды вокруг "селективного фильтра" канала (части, контролирующей прохождение ионов). Нарушения в этом движении указывают на уязвимость канала.
Результат: Анализ с помощью ET3 позволил изучить огромный спектр рыбьих калиевых каналов и выявить конкретные мишени Cs1. Токсин действует как "замок", который блокирует эти "микро-двери" в клетках, не давая им функционировать.
Значение:
- Для экологии: метод позволяет изучать реальные химические взаимодействия в экосистемах.
- Для разработки лекарств: можно идентифицировать мишени на основе структуры препарата или находить потенциальные нецелевые взаимодействия (например, чтобы лекарство для мозга не воздействовало на каналы сердца).
Работа была представлена на 69-й ежегодной встрече Биофизического общества (15–19 февраля 2025 г., Лос-Анджелес).