Durante los días 05 al 07 de julio del 2024 se ha llevado a cabo el Workshop Predicting and designing proteins of the future using Rosetta and Artificial Intelligence y como NLHPC hemos tenido el agrado de poder compartir nuestra infraestructura y asesoría especializada para que los profesores puedan realizar sesiones tanto teóricas como prácticas.
Descripción del curso
Durante el workshop, se abordó el uso de metodologías, como Rosetta y otras herramientas basadas en inteligencia artificial (AlphaFold2 y ProteinMPNN), para ser aplicado en el proceso de diseño de proteínas a nivel de secuencia y estructura. En primera instancia, se abarcó cómo la predicción de estructuras de proteinas se ha resuelto a través de herramientas como RosettaFold (Jens Meiler) y Alpha Fold 2 (César Ramírez Sarmiento), y cómo estás pueden aplicarse en el estudio de una proteína caso abarcada en los tutoriales. En segundo lugar, se abordó el docking molecular y cómo RosettaLigand se emplea para el análisis de conformaciones entre proteína y ligando, al igual entre distintos ligandos hacia una proteína. Finalmente, se generó una secuencia de proteína de novo en base a la información estructural de una proteína natural por ProteinMPNN, ESM y MIF-ST.
Profesores
César Ramírez-Sarmiento es profesor asociado e investigador de la Pontificia Universidad Católica de Chile, parte del Instituto de Ingeniería Biológica y Medica (IIBM). Su investigación en dos líneas, una se encuentra enfocada en dilucidar el mecanismo molecular que permite los cambios de estructura plegada en proteínas metamórficas, y la otra en el uso de inteligencia artificial para el diseño semi-racional de proteínas que degradan plástico (específicamente PET) con el objetivo de generar variantes que presentes una mejor actividad y termoestabilidad. Para estos estudios, utiliza herramientas computacionales y métodos de inteligencia artificial para estudiar estas proteínas a nivel secuencial y estructural y predecir posibles características de las proteínas estudiadas para entender y/o mejorarlas.
Sus líneas de investigación le han permitido posicionarse como pionero en investigación de estructura y diseño de proteínas, presentando su trabajo en reiteradas ocasiones y adjudicándose distintos proyectos a nivel nacional e internacional. Asimismo, el investigador ha generado una gran red de colaboración, incluyendo la generada con el investigador Jens Meiler.
Los estudiantes que actualmente se encuentran bajo la tutela del profesor César Ramírez son estudiantes 7 de doctorado y 4 estudiantes de pregrado. Además, los artículos científicos del investigador cuentan con más de 1300 citas.
Jens Meiler estudió Química en la Universidad de Leipzig (Alemania) antes de doctorarse trabajando en el laboratorio de Christian Griesinger en la Universidad Goethe de Fráncfort desarrollando nuevos métodos computacionales para la espectroscopia biomolecular por RMN. En 2001 se trasladó a Seattle para trabajar con David Baker en la creación del software de modelado de proteínas Rosetta. En 2005 se incorporó al cuerpo docente de la Universidad de Vanderbilt. En su investigación, el Dr. Meiler fusiona esfuerzos computacionales y experimentales para investigar las proteínas, las moléculas fundamentales de la biología, y sus interacciones con sustratos, terapéuticos o sondas de moléculas pequeñas. Desarrolla métodos computacionales con tres grandes ambiciones en mente: permitir la elucidación de la estructura proteica de las proteínas de membrana, diseñar proteínas con estructura y/o funciones novedosas, y comprender la relación entre estructura química y actividad biológica de pequeñas moléculas similares a fármacos. Jens Meiler ha recibido varios galardones, entre ellos el Chancellor Faculty Award de la Universidad de Vanderbilt y el Friedrich-Wilhelm-Bessel Award de la Fundación Humboldt. En enero de 2020, con una cátedra Alexander von Humboldt, Jens Meiler se convirtió en director del recién fundado Instituto para el Descubrimiento de Fármacos de la Universidad de Leipzig. Simultáneamente, sigue desempeñando su función de profesor en la Universidad de Vanderbilt. Su equipo de investigación está formado por unos 60 estudiantes de licenciatura, grado y posgrado, así como por científicos de plantilla. Es coautor de más de 350 publicaciones revisadas por pares (Citas >28 000, Índice H >75).
En este workshop participaron un total de 17 alumnos: 5 estudiantes de pregrado, 7 estudiantes de doctorado, 2 postdoctorantes y 3 asistentes de investigación.
