O Prêmio Nobel de Química e a Revolução das Proteínas: Avanços Científicos

Uma conquista histórica nesta área foi reconhecida pelo Prêmio Nobel de Química deste ano. Demis Hassabis, John M. Jumper, e David Baker foram os premiados por suas contribuições significativas na resolução de dois problemas fundamentais, que intrigavam a comunidade científica há meio século: a previsão da estrutura tridimensional das proteínas a partir de suas sequências de aminoácidos e a previsão de sequências de aminoácidos capazes de formar essas estruturas.

Proteínas, compostas por aminoácidos, desempenham papéis essenciais na biologia, com sua estrutura tridimensional ditando sua função biológica. O desafio de determinar a estrutura das proteínas em laboratório é longo e dispendioso, o que motivou a busca por abordagens teóricas e por inteligência artificial.

O desenvolvimento do AlphaFold2 por Hassabis e Jumper se destacou ao utilizar estruturas 3D de proteínas acumuladas ao longo de décadas, combinadas com técnicas avançadas de IA. Essa inovação permitiu a previsão precisa da estrutura tridimensional das proteínas a partir de suas sequências de aminoácidos, abrindo novas possibilidades na área.

Por outro lado, David Baker concentrou seus esforços no planejamento de proteínas, tentando prever as sequências de aminoácidos ideais para criar uma determinada estrutura de proteína com uma função específica. A utilização de modelos generativos de difusão vem gerando novas proteínas com aplicações diversas, como enzimas, biossensores e biofármacos.

O AlphaFold2 possibilita que os cientistas testem suas predições em sistemas específicos, identificando limitações e propondo melhorias. Além disso, avanços futuros podem incluir a previsão do efeito de mutações em proteínas, a compreensão da interação proteína-DNA e o estudo do comportamento das proteínas em resposta a fármacos, impulsionando novas terapias inovadoras.

No Brasil, há profissionais competentes atuando tanto na área computacional, desenvolvendo abordagens teóricas e de IA, quanto na área experimental, gerando dados sobre novas proteínas. A colaboração entre essas disciplinas é essencial para o avanço científico, enriquecendo as bases de dados e refinando os modelos de IA.

Como pesquisadores do CNPEM, Helder Ribeiro e Daniela Trivella estão envolvidos na aplicação da IA no campo da biologia e química, buscando desenvolver novas estratégias para o combate a doenças e a produção de fármacos inovadores.

*Daniela Trivella e Helder Ribeiro Filho são pesquisadores no Laboratório Nacional de Biociências do CNPEM.

Este conteúdo foi originalmente publicado pelo blog Ciência Fundamental, editado pelo Serrapilheira, um instituto dedicado ao apoio à ciência no Brasil.