AlphaFold Veritabanı 2 Bin 800’den Fazla Virüs İçin Genişletildi

Yeni bir virüs tespit edildiğinde genetik dizisini okumak artık görece hızlı. Dizideki harfler ise virüsün proteinlerinin hücreye yaklaşırken nasıl kıvrıldığını, hangi proteinle birleştiğini veya hangi yüzeyden bağlandığını tek başına göstermiyor. Bu soruların yanıtı, tanı testinden antiviral ilaca uzanan araştırmaların ilk aşamalarını etkiliyor.

Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı Avrupa Biyoinformatik Enstitüsü’nün 24 Eylül’de duyurduğu güncelleme, AlphaFold Protein Structure Database’e insan sağlığıyla ilişkili 23 virüs ailesinden 2 bin 812 viral proteom için hesaplanan protein kompleksi tahminlerini ekledi. Kapsam, soğuk algınlığına yol açan picornavirüslerden mpox’a kadar uzanıyor.

Proteom, bir virüsün üretebildiği proteinlerin bütünü. Protein kompleksi ise bu proteinlerin tek başına değil, birbirleriyle birleştiğinde aldığı olası biçim demek. AlphaFold’un teknik dökümünde, farklı iki proteinin oluşturduğu 5 bin 279; aynı proteinin iki kopyasından oluşan 2 bin 749 yüksek güven sınıfındaki yapı tahmini yer alıyor. Bunlar mikroskop altında görülmüş yapılar değil, protein dizilerinden hesaplanan üç boyutlu modeller.

Bir araştırmacı için bu veri, sonuçtan çok bir eleme aracı. Yeni bir solunum yolu virüsünün genetik dizisi paylaşıldığında, ekipler önce proteinlerin tek tek biçimlerine bakar. Yeni veri katmanı, bu proteinlerin aynı virüsteki başka proteinlerle kurabileceği olası birliktelikleri de taramayı sağlıyor. Hücreye tutunma, çoğalma ya da bağışıklık sisteminden kaçma sürecinde rol oynayabilecek birleşme yüzeyleri daha erken fark edilebilir. Ancak bir tahmin, protein laboratuvarda üretilmeden, etkileşim ölçülmeden ve hücre deneyleri yapılmadan ilaç hedefi sayılmıyor.

Bu ayrım, güncellemenin salgın hazırlığındaki yerini de belirliyor. Salgın araştırmalarında sıkça anılan ‘100 Gün Misyonu’, yeni bir tehdidin tanımlanmasından sonraki 100 gün içinde tanı testlerinin, ilk tedavilerin ve üretime hazırlanabilecek aşı adaylarının ortaya çıkmasını hedefliyor. Uluslararası Pandemi Hazırlık Sekretaryası bu hedefi, araştırma ve üretim kapasitesinin salgından önce kurulması gereken bir sistem olarak tanımlıyor.

AlphaFold’a eklenen kayıtlar bu süreyi tek başına kısaltmaz. Fakat araştırmacıların her yeni virüste sıfırdan yapısal model üretmek yerine, önceden hazırlanmış tahminleri kontrol ederek başlamasını sağlayabilir. Bir laboratuvarın sınırlı zamanını hangi protein çiftine, hangi bağlanma yüzeyine veya hangi mutasyona ayıracağı daha erken belirlenebilir.

Veritabanı şimdilik Türkiye’ye özel bir program içermiyor. Ancak kayıtlar açık erişimli ve CC BY 4.0 lisansıyla akademik ya da ticari kullanıma açık. Bu durum, Türkiye’deki viroloji, biyoinformatik ve yapısal biyoloji ekiplerinin aynı tahminlere erişebilmesini sağlıyor. Erişim ile deneysel kapasite aynı şey değil: Bir modelin doğrulanması için virüs örneği, uygun biyogüvenlik koşulları, protein üretimi ve hücre çalışmaları gerekiyor. Yine de açık veri, araştırma sorusunu kurmak için gereken ilk hesaplama yükünü azaltabilir.

AlphaFold’un sınırları da açık. Sistem, bir mutasyonun virüsü daha bulaşıcı ya da daha tehlikeli hale getirip getirmeyeceğini söylemiyor. Virüsün insan hücresiyle kurduğu bütün ilişkileri de açıklamıyor. EMBL-EBI, veritabanındaki tahminlerin insanları enfekte edebilecek virüsler tasarlamak için kullanılamayacağını özellikle belirtiyor.

Paylaşılan şey aşı, antiviral veya kesin bir biyolojik sonuç değil. Bir virüs ortaya çıktığında araştırmacıların bakabileceği moleküler ihtimallerin daha büyük bir kataloğu. Hangi tahminin gerçek olduğu ve hangisinin tedaviye dönüşebileceği, bundan sonra laboratuvarda belirlenecek.