Em um avanço que pode redefinir a compreensão dos mecanismos da vida, um consórcio internacional de pesquisadores liderado por cientistas da Zhejiang Lab, na China, apresentou o mais abrangente mapa estrutural já produzido de interações entre proteínas. O estudo, publicado nesta quarta-feira (25), na revista Nature Communications, descreve a previsão de cerca de 1,1 milhão de complexos proteicos — estruturas fundamentais para praticamente todos os processos biológicos.

O trabalho, conduzido por Xianzhi Qi e colegas, combina inteligência artificial de última geração com bancos massivos de dados genômicos para revelar, em escala inédita, como proteínas interagem entre si em organismos que vão de bactérias a humanos — incluindo vírus. “Este atlas representa um salto significativo rumo à compreensão sistêmica da biologia molecular”, afirmam os autores.

O estudo se apoia em ferramentas baseadas em aprendizado profundo, como o AlphaFold2, que nos últimos anos revolucionaram a biologia estrutural ao prever a forma tridimensional de proteínas com precisão comparável a métodos experimentais. Agora, o desafio avança um nível: não apenas entender proteínas isoladas, mas como elas se combinam em complexos funcionais.

Segundo os pesquisadores, o atlas identificou 181.671 estruturas de alta confiança, incluindo mais de 37 mil interações no organismo humano. Esse volume representa uma expansão de até 12 vezes em relação a esforços anteriores focados no proteoma humano.

“Estamos passando de uma visão fragmentada para uma visão integrada das interações moleculares”, escrevem os autores, destacando que muitas dessas estruturas eram desconhecidas até então.

Desde o sequenciamento do genoma humano no início dos anos 2000, a ciência avançou rapidamente na identificação de genes e proteínas. No entanto, compreender como essas moléculas interagem — formando redes complexas que sustentam a vida — permaneceu um gargalo científico.

Bases de dados acumulavam milhões de interações potenciais entre proteínas, mas a maioria carecia de descrição estrutural detalhada. Esse “apagão estrutural”, como descrevem especialistas, limitava avanços em áreas como desenvolvimento de medicamentos e biologia evolutiva.

O novo atlas preenche parte desse vazio ao oferecer uma visão tridimensional dessas interações, permitindo investigar mecanismos antes inacessíveis.

Um dos aspectos mais promissores do estudo está na aplicação biomédica. Ao mapear interações entre proteínas humanas e virais, os pesquisadores identificaram possíveis alvos para terapias antivirais.

Entre os achados, estão interações envolvendo proteínas da membrana celular humana — potenciais portas de entrada para vírus. Em testes experimentais, algumas dessas interações foram confirmadas em laboratório, reforçando a validade das previsões computacionais.

Além disso, a análise revelou que mais de 57% das interações entre proteínas humanas podem ser potencialmente perturbadas por proteínas virais, sugerindo mecanismos amplos de interferência patogênica.

Para especialistas, isso abre caminho para novas estratégias terapêuticas. “Compreender exatamente onde e como os vírus interferem nas proteínas humanas pode transformar o desenho de fármacos”, indicam os autores.

O atlas também lança luz sobre a evolução molecular. Ao comparar estruturas entre diferentes reinos biológicos, os cientistas identificaram padrões conservados — evidências de que certos complexos proteicos são compartilhados por formas de vida distantes.

Outro resultado relevante foi a identificação de eventos de fusão e divisão de genes ao longo da evolução, fenômenos difíceis de detectar apenas com análise genética. A estrutura tridimensional revelou relações ocultas entre proteínas aparentemente distintas.

Apesar do avanço, os pesquisadores reconhecem limitações. Nem todas as interações previstas correspondem necessariamente a interações reais no ambiente celular. Algumas podem ser transitórias ou dependentes de condições específicas.

Além disso, proteínas humanas, em geral maiores e mais complexas, ainda apresentam menor precisão nas previsões em comparação com proteínas bacterianas.

Ainda assim, o consenso é de que o atlas estabelece uma nova base para investigações futuras.

Para a comunidade científica, o estudo simboliza a consolidação de um novo paradigma: a biologia orientada por dados em larga escala e inteligência artificial.

Ao integrar milhões de previsões estruturais com análises evolutivas e validações experimentais, o trabalho demonstra que é possível reconstruir, com alto grau de detalhe, a “arquitetura invisível” da vida.

“O futuro da biologia será cada vez mais guiado por modelos computacionais integrados”, concluem os autores.

Com implicações que vão da medicina personalizada à engenharia genética, o atlas de complexos proteicos não apenas amplia o conhecimento científico — ele redefine os limites do que é possível compreender sobre os sistemas vivos.