“Designing Life with AI” es un proyecto MAKE interdisciplinario en el que los estudiantes de la EPFL tienen la oportunidad de explorar el proceso de investigación mediante el diseño de proteínas. Participan un total de ocho laboratorios de investigación.
En nuestro cuerpo hay unos 20.000 tipos diferentes de proteínas: colágeno, insulina, hemoglobina y muchas más. Estas moléculas realizan numerosas funciones esenciales para la supervivencia de nuestras células. Gracias a los avances en inteligencia artificial, los científicos están adquiriendo conocimientos valiosos sobre el mundo de las proteínas y sus diversas estructuras. Cada proteína tiene su propia estructura en 3D, asociada a su función. Hoy en día, los científicos pueden modelar estas estructuras basándose en las secuencias de aminoácidos y pueden crear nuevas proteínas diseñadas para funciones específicas. Todo esto abre prometedoras vías de investigación en el campo del diseño de proteínas. Esta es la oportunidad de investigación que Sahand Jamal Rahi, profesor adjunto y director del Laboratorio de Física de Sistemas Biológicos de la EPFL , quería ofrecer a los estudiantes de la EPFL a través del proyecto «Designing Life with AI».
Obtenga experiencia práctica en investigación
“Cuando vi que existía un software basado en inteligencia artificial para diseñar proteínas de una manera bastante sencilla, me di cuenta de que podía combinar mi interés por el tema con mi objetivo de ofrecer a más estudiantes experiencia en el proceso de investigación”, afirma Rahi. “Siempre he animado a los estudiantes, especialmente a los de mi clase de termodinámica de primer año, a que se unan a los laboratorios de investigación de la EPFL. Creo que es extremadamente valioso para los jóvenes adquirir experiencia práctica en investigación, ya que leer sobre investigación es una cosa, pero aplicarla en la práctica es otra muy distinta”.
El proyecto “Designing Life with AI”, que cuenta con el apoyo de la iniciativa MAKE de la EPFL, ofrece a los estudiantes la oportunidad de llevar a cabo proyectos de investigación relacionados con el diseño de proteínas. En la actualidad, participan ocho laboratorios de investigación y unas 30 personas. Cris Darbellay y Mateo Schärer Gonzalez, estudiantes de grado en ingeniería de ciencias de la vida, son los líderes del proyecto “Designing Life with AI”. “Además de la investigación en sí, los estudiantes también tienen la oportunidad de reunirse con profesores y establecer contactos de manera informal. También proporcionamos procedimientos para los experimentos de laboratorio y manuales de usuario para el software”, explican.
Cuando vi que había disponible un software impulsado por IA para diseñar proteínas de una manera bastante sencilla, me di cuenta de que podía combinar mi interés en el tema con mi objetivo de brindar a más estudiantes experiencia con el proceso de investigación.Sahand Jamal Rahi, profesor adjunto titular y director del Laboratorio de Física de Sistemas Biológicos de la EPFL
Creación de proteínas para propósitos específicos
El proyecto en el que trabajan González y Darbellay se relaciona con proteínas de señalización como las quinasas, que desempeñan un papel clave en la regulación del funcionamiento celular. Están estudiando cómo se pueden añadir dominios de detección de luz-oxígeno-voltaje (dominios LOV) a estas proteínas para regular su actividad. Cuando los dominios LOV se exponen a la luz azul, por ejemplo, cambian de forma y pueden alterar el estado de la proteína. «Lo ideal sería crear una quinasa que contuviera un dominio LOV, de modo que la quinasa se pueda activar mediante la aplicación de luz azul», dice Darbellay.
Otros proyectos de “Designing Life with AI” están relacionados con los aglutinantes, compuestos que pueden unirse a proteínas específicas. Los científicos utilizan aglutinantes para identificar una toxina en particular, por ejemplo, bloquear una proteína o cambiar las vías de señalización de una proteína. Alexia Möller, estudiante de maestría en ingeniería de ciencias de la vida, y Dario Sergo, estudiante de maestría en física, están trabajando en nanocuerpos, que son pequeños fragmentos de anticuerpos. Los dos estudiantes están desarrollando un nanocuerpo fluorescente que utiliza un péptido autopenetrante para entrar en las células. Su mecanismo permitiría a los científicos observar las interacciones de proteínas dentro de las células humanas. “Nuestro objetivo es crear un método para diseñar nanocuerpos que se adapten a antígenos individuales”, dice Möller.
Las proteínas son fundamentales para los procesos biológicos que sustentan la vida. Los avances en el estudio de las proteínas tienen aplicaciones en una variedad de áreas, desde la detección y el tratamiento de enfermedades hasta la recuperación ambiental y la captura de carbono. En la EPFL, un número cada vez mayor de estudiantes se interesan por el enorme potencial de estas fascinantes moléculas.
Referencias
Este artículo se publicó por primera vez en Dimensions, una revista de la EPFL que presenta investigaciones de vanguardia a través de una serie de artículos en profundidad, entrevistas, retratos y noticias destacadas. Se publica cuatro veces al año en inglés y francés y se puede enviar a cualquier persona que desee suscribirse, así como a los miembros colaboradores del EPFL Alumni Club . También se distribuye de forma gratuita en los campus de la EPFL. EPFL News. L. D. Traducido al español
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