Predavanje novega častnega člana IAS prof. Andreja Šalija

Vljudno vabljeni na predavanje novega častnega člana IAS prof. Andreja Šalija, ki bo 

v torek, 20. maja 2025 ob 11. uri v Dvorani SAZU na Novem trgu 3 v Ljubljani. 

Prof. Andrej Šali je profesor na oddelku za bioinženiring in terapevtske vede Univerze Kalifornije v San Franciscu, kjer raziskuje računalniške metode za določanje struktur in dinamike makromolekularnih sklopov, kar bo prispevalo k razumevanju delovanja in evolucije teh sistemov ter k njihovi modulaciji. Njegovo področje dela vključuje integracijo eksperimenta, fizike in statističnega sklepanja za razvoj prostorsko-časovnih modelov celic. Te raziskave pospešujejo odkrivanje splošnih načel, na katerih temeljijo vsi celični procesi, kar posledično olajša tudi odkrivanje zdravil.

Povzetek predavanja: 

From integrative structural biology to cell biology

Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein Data Bank, Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences, Quantitative Biosciences Institute (QBI), and Department of Pharmaceutical Chemistry, University of California, San Francisco, San Francisco, California, USA

Integrative modeling is an increasingly important tool in structural biology, providing structures by combining data from varied experimental methods and prior information. As a result, molecular architectures of large, heterogeneous, and dynamic systems, such as the ~52 MDa Nuclear Pore Complex, can be mapped with useful accuracy, precision, and completeness. Key challenges in improving integrative modeling include expanding model representations, increasing the variety of input data and prior information, quantifying a match between input information and a model in a Bayesian fashion, inventing more efficient structural sampling, as well as developing better model assessment, analysis, and visualization. In addition, two community-level challenges in integrative modeling are being addressed under the auspices of the Worldwide Protein Data Bank (wwPDB). First, the impact of integrative structures is maximized by PDB-Dev, a prototype wwPDB repository for archiving, validating, visualizing, and disseminating integrative structures. Second, the scope of structural biology is expanded by linking the wwPDB resource for integrative structures with archives of data that have not been generally used for structure determination but are increasingly important for computing integrative structures, such as data from various types of mass spectrometry, spectroscopy, optical microscopy, proteomics, and genetics. To address the largest of modeling problems, a type of integrative modeling called metamodeling is being developed; metamodeling combines different types of input models as opposed to different types of data to compute an output model. Collectively, these developments will facilitate the structural biology mindset in cell biology and underpin spatiotemporal mapping of the entire cell.

_________________

Od integrativne strukturne biologije do celične biologije 

Integrativno modeliranje postaja vse pomembnejše orodje v strukturni biologiji, saj omogoča določanje struktur s kombiniranjem podatkov iz različnih eksperimentalnih metod in predhodnih informacij. Posledično je mogoče z uporabno natančnostjo, zanesljivostjo in popolnostjo prikazati molekularne arhitekture velikih, heterogenih in dinamičnih sistemov, kot je ~52 MDa jedrni porni kompleks (~52 MDa Nuclear Pore Complex). Ključni izzivi pri izboljševanju integrativnega modeliranja vključujejo razširjanje predstavitev modelov, povečanje raznolikosti vhodnih podatkov in predhodnih informacij, kvantificiranje ujemanja med vhodnimi informacijami in modelom na Bayesov način, izumljanje učinkovitejšega strukturnega vzorčenja ter razvoj boljših metod za ocenjevanje, analizo in vizualizacijo modelov. Poleg tega se pod okriljem Svetovne proteinske podatkovne baze (wwPDB) obravnavata tudi dva izziva na ravni skupnosti, povezana z integrativnim modeliranjem. Prvič, vpliv integrativnih struktur se maksimira s pomočjo PDB-Dev, prototipnega skladišča wwPDB za arhiviranje, validacijo, vizualizacijo in razširjanje integrativnih struktur. Drugič, obseg strukturne biologije se razširja z povezovanjem vira wwPDB za integrativne strukture z arhivi podatkov, ki se doslej niso splošno uporabljali za določanje struktur, a so vse pomembnejši za izračun integrativnih struktur – na primer podatki iz različnih vrst masne spektrometrije, spektroskopije, optične mikroskopije, proteomike in genetike. Za reševanje najzahtevnejših modelirnih problemov se razvija vrsta integrativnega modeliranja, imenovana metamodeliranje; ta združuje različne vrste vhodnih modelov namesto različnih vrst podatkov, da ustvari izhodni model. Skupaj bodo ti razvojni dosežki olajšali uveljavljanje miselnosti strukturne biologije v celični biologiji in omogočili prostorsko-časovno kartiranje celotne celice.

prof. Andrej Šali, častni član IAS

Foto: Marjan Verč