Zespół dra hab. Adolfo Poma Bernaoli z IPPT PAN postawił kamień milowy na drodze ku zrozumieniu złożonych systemów biologicznych, dzięki publikacji w najnowszym wydaniu Nature Communications. Badania zespołu przedstawiają GōMartini 3, zaawansowaną metodę symulacji biomolekularnej.
👉 Souza, P. C. T., Poma, B. A., & Thallmair, S. GōMartini 3: From large conformational changes in proteins to environmental bias corrections.Nat Commun 16, 4051 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58719-0
Publikacja jest wynikiem ponad siedmiu lat naszej pracy, mówi dr Poma. Pierwszy GōMartini projektowałem z myślą stworzenia elastycznej i wydajnej metody badania biocząsteczek w większych skalach. Z GōMartini 3 dokonaliśmy ogromnego kroku naprzód w realizacji tej wizji.
Definiowanie Symulacji Biocząsteczkowych na Nowo
Najnowszy GōMartini 3 doktora Pomy bazuje na oryginalnym projekcie GōMartini, zaprezentowanym po raz pierwszy w 2017 roku. Jest on udoskonalonym modelem obliczeniowym szeroko stosowanego Martini 3 Force Field, z tym że pozwala na badanie procesów biologicznych z niespotykaną dotąd dokładnością. Usprawnione funkcje symulacji interakcji białkowo-membranowych, mechaniki formowania białek oraz białek o nieuporządkowanej strukturze w GōMartini 3 otwierają nowe możliwości innym dziedzinom nauki, takim jak biologia nowotworów, choroby neurodegeneracyjne czy biotechnologia molekularna.
Kluczowa jest tutaj zdolność symulacji złożonych systemów biologicznych w większej skali czasowo-przestrzennej. – wyjaśnia dr Poma. Teraz umiemy modelować procesy, które dotychczas pozostawały poza możliwościami badań konwencjonalnymi technikami symulacji. Zrobiliśmy kolejny krok ku zbliżeniu biologii obliczeniowej z rzeczywistym zachowaniem cząsteczek.
Przewaga Konkurencyjna w Biologii Obliczeniowej
W prężnie rozwijającej się dziedzinie modelowania biomolekularnego uznanie zdobyły już metody takie jak SIRAH, UNRES czy SPICA, ale dr Poma uważa, że GōMartini 3 wyróżnia się na tle innych dzięki temu, że łączy w sobie elastyczność i dokładność.
Jedną z mocnych stron GōMartini 3 jest jego wszechstronność. W przeciwieństwie do innych modeli, nie ogranicza się do jednego typu biocząsteczki. Pozwala na jednoczesne badanie białek, lipidów i kwasów nukleinowych, co czyni go potężnym narzędziem dla wielu różnych obszarów nauki – dodaje.
Społeczność Martini 3, znana z rygorystycznych weryfikacji i szerokiej współpracy naukowej, w równej mierze przyczyniła się do sukcesu tej metody symulacji biomolekularnych. Zespół okazał się kluczowy w tworzeniu pierwszych symulacji pełnokomórkowych – osiągnięcia, które zbliża naukę do replikacji środowisk komórkowych z niezwykłą dokładnością.
Na unikatowość społeczności Martini 3 wpływa jej otwartość i nastawienie na współpracę – podkreśla dr Poma. Wszystkie pomysły są stale poddawane testom, dopracowywane i udoskonalane przez zespół ekspertów z różnych dyscyplin naukowych, co daje pewność, że wszelkie ulepszenia są solidnie ugruntowane naukowo.
Współpraca Międzynarodowa Kluczem do Innowacji
Rozwój badań naukowych nad GōMartini 3 był możliwy dzięki szerokozakrojonej współpracy międzynarodowej, w której udział wzięli naukowcy z Polski, Francji, Holandii, Niemiec, Hiszpanii, Brazylii, Portugalii, Chile i Korei Południowej. Projektem zarządzał zespół czołowych badaczy, w tym dr Paulo C.T. Souza, dr Sebastian Thallmair, prof. Siewert oraz J. Marrink.
Nauka nie zna granic, dodaje dr Poma. Badanie nad GōMartini 3 dowodzi, jak wiele można osiągnąć integrując działania naukowców z różnych dyscyplin naukowych i pracując wspólnie nad rozwiązywaniem złożonych problemów. Synergia badaczy doświadczalnych i obliczeniowych okazała się kluczowa, by uczynić GōMartini 3 rzeczywistością.
Dzięki swojej zdolności do uchwycenia zachowań cząsteczek z tak niezwykłą precyzją, GōMartini 3 dokona rewolucji w dziedzinie symulacji biomolekularnych, rzucając nowe światło na najbardziej palące wyzwania współczesnych nauki biomedycznych.
Nie mogę się doczekać, aż środowiska naukowe zaczną używać naszej metody, na zakończenie dodaje dr Poma. Naszym celem było stworzenie narzędzia, które nie tylko przyspieszy przebieg badań, lecz także zainspiruje do nowych pomysłów i odkryć w dziedzinie biologii molekularnej i biofizyce.
Figure 1: (A) Schematic illustration of a SARS-CoV-2 engaging a mechanostable and high-affinity nanobody (design by Mgr. Gustavo Olivos Ramirez). (B) GōMartini 3 simulation of the protein components involved in the interaction. (C) Force-displacement profile depicting the mechanical detachment of the potent nanobody, with an arrow indicating amino acid regions contributing to mechanical stability.
