Sequenz ≠ Funktion
Proteine können Stämme oder Arten unterscheiden, die genetisch ähnlich sind, sich aber in Pathogenität, Wirtsinteraktion oder Reaktion auf eine Intervention unterschiedlich verhalten.
www.be-protect.be
BE-PROTECT: Belgische E-Plattform für proteinbasierte Verfeinerung und optimierte Bedrohungsbewertung mittels computergestützter, KI-getriebener Technologie
BE-PROTECT überführt Informationen auf Genomebene in Erkenntnisse auf Proteinebene, damit Bioagenzien funktionell charakterisiert, Wirt-Pathogen-Interaktionen zugeordnet und mit praktischen Maßnahmen der Bioabwehr verknüpft werden können.
Die Herausforderung
Genomik allein ist unzureichend
Die heutige Detektion setzt in der Regel auf DNA-Ebene an, was die Interpretation begrenzt. Ähnliche Genome können sehr unterschiedliches Verhalten verbergen, während Proteine wahrscheinliche molekulare Wirkmechanismen, Wirt-Pathogen-Interaktionen und Ansatzpunkte für Gegenmaßnahmen offenlegen können.
Neuen Bedrohungen fehlen Referenzen
Natürliche Ausbrüche und absichtliche Freisetzungen können unbekannte oder (wieder) auftretende Agenzien betreffen, die allein mit bestehenden genomischen Referenzdatensätzen schwer aufzuklären sind.
Flexible Regionen sind entscheidend
Viele Pathogenmechanismen beruhen auf nicht faltenden, flexiblen Proteinregionen, die häufig unbeachtet bleiben, obwohl sie Infektion und Störung von Wirtszellen vorantreiben können.
Warum Proteine?
Proteine sind die funktionelle Ebene verteidigungsrelevanter Erkenntnisse
BE-PROTECT konzentriert sich auf Proteine, weil sie die Moleküle sind, die von Bioagenzien angegriffen werden, und die Moleküle, mit denen Bioagenzien auf ihre Wirte einwirken. Damit ist die Proteinanalyse wesentlich, um Bedrohungen zu bewerten und Reaktionen zu formulieren.
Die Plattform unterstützt Anwendungsfälle sowohl im öffentlichen Gesundheitswesen als auch in der militärischen Bioabwehr, indem sie Detektion, Interpretation und Folgemaßnahmen auf molekularer Ebene verbessert. In der Praxis verschiebt sich der Schwerpunkt von der Sequenz allein zu den Vorgängen auf Proteinebene, die Pathogenität, Wirtsmanipulation und die Entwicklung von Gegenmaßnahmen tatsächlich bestimmen.
Interpretation
Signale auf Proteinebene zeigen, was der Sequenzvergleich übersieht.
Reaktion
Folgemaßnahmen werden präziser, wenn Biologie funktionell gelesen wird.
Dual-Use
Dieselbe Pipeline unterstützt Anwendungsfälle im öffentlichen Gesundheitswesen und in der Bioabwehr.
BE-PROTECT ist als computergestützte Dual-Use-Pipeline mit gesicherten und öffentlich zugänglichen Komponenten konzipiert und unterstützt Biosensorik, das Repurposing von Wirkstoffen, den Entwurf von Mini-Bindern sowie operative Folgemaßnahmen der Bioabwehr. Sie ist darauf ausgelegt, unbekannten und neu auftretenden Bedrohungen Vorrang zu geben, ohne praktikable Reaktionswege aus dem Blick zu verlieren.
Programmkontext
Für die Verteidigung entwickelt, offen für Zusammenarbeit
BE-PROTECT ist dem DEFRA-Thema 5 zugeordnet: Biotechnologien und menschliche Verbesserung/Erweiterung (BHEA), mit Schwerpunkt auf Proteinen, molekularen Wirt-Pathogen-Interaktionen, KI-basierter Proteininterpretation und -gestaltung, Bioabwehr und Dual-Use-Anwendungen.
Das DEFRA-Programm wird in Zusammenarbeit zwischen der belgischen Wissenschaftspolitik (BELSPO) und dem Königlichen Höheren Institut für Verteidigung (RHID) verwaltet und steht der belgischen Wissenschaftsgemeinschaft in einer Triple-Helix-Zusammensetzung aus Hochschulen, Industrie und öffentlichen Forschungseinrichtungen offen. Genau diese Struktur erlaubt es der Plattform, wissenschaftlich ambitioniert und gleichzeitig operativ relevant zu bleiben.
Bewertung
Bessere Signale auf Proteinebene für eine frühe Interpretation von Bedrohungen.
Vorsorge
Planungsunterstützung bei Ausbrüchen, absichtlicher Freisetzung und unbekannten Agenzien.
Einsatzbereitschaft
Eine Forschungspipeline, die für nationale und europäische Zusammenarbeit gebaut ist.
Die Plattform stärkt die Fähigkeiten der belgischen Verteidigung, indem sie Bewertung, Prävention, Vorsorge, Reaktion und Wiederherstellung bei biologischen Vorfällen verbessert und gleichzeitig eine breitere nationale und europäische Forschungszusammenarbeit unterstützt.