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La bioinformatica è l'incontro vitale tra biologia e informatica, un campo che trasforma i dati biologici complessi in conoscenza comprensibile. Qui esploriamo come algoritmi e software aiutino gli scienziati a decifrare il codice della vita, dall'analisi del DNA alla scoperta di nuovi farmaci, rendendo accessibili scoperte che altrimenti rimarrebbero confinate in database tecnici.
Su Gist.Science, monitoriamo ogni nuovo preprint inviato da bioRxiv in questa categoria. Per ogni articolo, offriamo una doppia prospettiva: una spiegazione semplice per chiunque sia curioso e un riassunto tecnico dettagliato per i ricercatori. Questo approccio garantisce che le ultime novità scientifiche siano chiare, accurate e immediatamente disponibili.
Di seguito trovate i documenti più recenti pubblicati da bioRxiv nel settore della bioinformatica, pronti per essere esplorati nelle vostre forme più accessibili.
Il paper presenta scVIP, un framework generativo che integra profili trascrizionali e marcatori fenotipici per creare embedding individuali personalizzati, permettendo di prevedere l'età dello sviluppo, la progressione delle malattie e la neuropatologia, nonché di armonizzare dataset con definizioni fenotipiche diverse.
Il paper presenta RepurAgent, un sistema di intelligenza artificiale agenziale supervisionata da umani che supporta l'intero ciclo di vita del riposizionamento dei farmaci, dalla generazione di ipotesi all'analisi sperimentale, dimostrando la sua efficacia in scenari reali come la leucemia mieloide acuta, la COVID-19 e la carenza di solfatasi multipla.
Il paper presenta Surleton, un nuovo framework di deep learning per l'inverso folding delle proteine che, integrando la geometria della superficie con quella dello scheletro, supera i metodi tradizionali migliorando significativamente la precisione nella generazione di sequenze, specialmente per i residui esposti.
Questo studio utilizza un approccio filogenetico per confrontare i proteomi di diverse famiglie di parassiti, rivelando che la differenziazione dei bradizoiti in *Toxoplasma gondii* coinvolge sia pathway conservati che specifici, e identificando nuovi geni candidati potenzialmente coinvolti in questo processo.
Il paper presenta HMCVelo, il primo modello deterministico basato su equazioni differenziali ordinarie che, sfruttando la tecnologia Joint-snhmC-seq, ricostruisce le dinamiche temporali della metilazione del DNA a livello di singola cellula con una precisione superiore rispetto ai metodi di RNA velocity.
Questo protocollo descrive un approccio computazionale basato su MetVAE per costruire reti molecolari da dati metabolomici non mirati, che catturano relazioni funzionali attraverso correlazioni tra campioni e hanno rivelato un percorso di "auto-brewing" endogeno verso metaboliti lipotossici in un modello murino di carcinoma epatocellulare.
Gli autori hanno sviluppato un framework di ottimizzazione multi-obiettivo in silico a ciclo chiuso che, integrando modelli generativi, docking e ottimizzazione bayesiana, ha permesso di progettare peptidi penetranti nelle cellule con profili di interazione selettiva verso il recettore CXCR4 rispetto all'NRP1, confermati successivamente da esperimenti cellulari.
Il paper presenta scSketch, uno strumento interattivo che consente agli utenti di esplorare ipotesi di traiettoria nei dati di RNA sequenziamento a singola cellula tramite schizzi direzionali, calcolando al contempo correlazioni geniche con controllo statistico della FDR e interpretazione tramite pathway biologici.
ProNA3D è un nuovo strumento integrato, disponibile come plugin per ChimeraX e strumento a riga di comando, che facilita l'analisi strutturale e funzionale delle interfacce contenenti acidi nucleici (proteine-RNA/DNA) supportando sia dati sperimentali che modelli computazionali, inclusi quelli generati da AlphaFold3.
Questo studio rivela che la disfunzione del microbioma intestinale nel morbo di IBD è guidata da una riorganizzazione su larga scala delle reti di interazione funzionale, caratterizzata da una maggiore frammentazione e fragilità rispetto ai controlli sani, piuttosto che da una semplice perdita di capacità funzionale.