Научная группа Сколтеха iMolecule под руководством старшего преподавателя Петра Попова разработала решение, которое на основании данных о структуре РНК и ДНК предсказывает участки этих молекул, пригодные для взаимодействия с предполагаемыми лекарственными веществами. Зная эти сайты связывания, можно эффективнее находить формулы новых препаратов, в том числе противовирусных.
Нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК, участвуют, например, в передаче сигналов и других процессах, на которые можно воздействовать медикаментозно.
Такой подход может подойти для заболеваний, в которые вовлечены неупорядоченные белки или белки без доступных сайтов связывания. Вдобавок к тому, бывают чужеродные РНК и ДНК, например, вирусные. Коронавирус и ВИЧ — одни из основных мишеней при борьбе с патогенами.
Чтобы раскрыть потенциал всех этих предполагаемых мишеней лекарств, фармакологам нужны инструменты для перебора огромных баз химических соединений — таким образом устанавливают, какие из них взаимодействуют с той или иной нуклеиновой кислотой и посредством каких сайтов.
В основе решения лежит аналогичная работа с белками. Трёхмерные структуры нуклеиновых кислот кодируются в виде высокоразмерных тензоров. Алгоритм компьютерного зрения смотрит на них и ищет области, похожие на сайты связывания. После детектирования конформации и сайта связывания можно начинать целенаправленную работу по поиску лекарств. Таким образом, работа учёных — это часть перехода от слепого перебора к рациональному дизайну лекарств.
В отличие от большинства прежних методов, которые применимы только к РНК и именно к одиночной цепи, метод учёных Сколтеха работает с ДНК и двумя или более цепями. Благодаря чему исследователи даже могут детектировать сайты, возникающие на стыке при взаимодействии нескольких макромолекул.