Vor etwas mehr als einem Jahr, im Dezember 2023, David Baker erhielt den Nobelpreis für seine bahnbrechende Proteinforschung. Heute ist sein Team noch einen Schritt weiter gegangen und hat demonstriert, wie künstliche Intelligenz funktioniert kann zur Herstellung synthetischer Proteine verwendet werden, die Schlangengift blockieren können.
Ein Durchbruch, der Tausende von Leben retten könnte, insbesondere in den entlegensten Gebieten der Erde.
Ein Nobelpreis und die Schlangengift-Herausforderung
Künstliche Intelligenz hat in den letzten Jahren gezeigt, dass sie die dreidimensionale Struktur von Proteinen, lebenswichtigen Molekülen, vorhersagen kann. Viele fragen sich jedoch, was die konkreten Anwendungen dieser Technologie sind. Das Team um Baker atUniversität von Washington lieferte eine konkrete Antwort und postete am Natur (Ich verlinke es hier) eine Studie, die zeigt, wie KI Proteine entwickeln kann, die den im Schlangengift enthaltenen Giftstoffen entgegenwirken können.
Die Studie stellt ein konkretes Beispiel dafür dar, wie neue Softwaretools es Forschern ermöglichen können, ansonsten schwierige oder unmögliche Herausforderungen zu meistern. Schlangengift ist in der Tat hauptsächlich eine komplexe Mischung aus Giftstoffen Protein, die den Körper an mehreren Fronten angreifen.
Die Revolution im Gegenmittel
Derzeit besteht die Hauptbehandlung aus einer Mischung von Antikörpern, die an diese Toxine binden und durch die Injektion subletaler Mengen derselben Giftproteine in Tiere erzeugt werden. Traditionelle Gegengiftbehandlungen weisen jedoch mehrere Einschränkungen auf: Sie müssen gekühlt werden und sind nur kurz haltbar.
Um eine konstante Versorgung zu gewährleisten, ist es auch notwendig, regelmäßig neue Tiere zu injizieren und andere Antikörper daraus zu reinigen. Die neuen kleineren, stabileren Proteine könnten in Bakterien produziert werden und so die Herstellung eines Gegengifts ermöglichen, das nicht gekühlt werden muss.
„Dreifingerige“ Giftstoffe im Fadenkreuz
Die Arbeit konzentrierte sich auf eine einzige Art giftiger Giftproteine: Dreifingergifte, so genannt wegen der physikalischen Struktur, in der sich Proteine falten. Sie sind ein Hauptbestandteil des Schlangengifts, zumindest der berüchtigten Gifte wie Mamba, Taipan und Kobra.
Trotz ihrer relativ kompakten Größe gelingt es mehreren Mitgliedern der Familie der Dreifingertoxine, zu produzieren zwei verschiedene Arten von Schäden: eine Gruppe verursacht allgemeine Zelltoxizität, erleichtert durch die Zerstörung der Zellmembran, während eine andere Untergruppe hat die Fähigkeit, den Rezeptor für einen Neurotransmitter zu blockieren.
Die Zukunft des Kampfes gegen Schlangengift
Es muss eine Prämisse gemacht werden: Diese Forschung ist noch im Gange. Es tut mir leid für das „Ich will jetzt alles“, aber es gibt noch keine KI-Gegenmittel. Obwohl es noch keine vollständige Lösung des Problems darstellt, stellt es einen wichtigen ersten Schritt zur Entwicklung wirksamerer und zugänglicherer Behandlungen für Schlangengift dar. Die Möglichkeit, durch bakterielle Prozesse stabile Gegengiftproteine zu produzieren es könnte wirklich einen Unterschied machen, insbesondere in ländlichen oder wilden Gebieten, wo es häufig zu Schlangenbissen kommt.
Wie so oft in der Wissenschaft kann aus einer theoretischen Erforschung der Struktur von Proteinen eine praktische Anwendung werden, die Leben retten kann. Ein Ergebnis, das uns daran erinnert, wie wichtig es ist, weiterhin in die Grundlagenforschung zu investieren, auch wenn der unmittelbare Nutzen nicht sofort ersichtlich ist.