يكتشف الذكاء الاصطناعي جينات الرائحة المرتبطة بنتائج السرطان

استخدم فريق من الباحثين من جامعة أكسفورد الذكاء الاصطناعي مؤخرًا لاكتشاف الصلة المحتملة بين سرطان القولون والتعبير عن جينات محددة لاستشعار الرائحة. كتقرير Phys.orgاكتشف باحثون من جامعة أكسفورد وجامعة زيورخ مؤخرًا ، بمساعدة نموذج الذكاء الاصطناعي ، أن التعبير عن جينات معينة لاستشعار الرائحة داخل خلايا سرطان القولون تشير إلى احتمال أكبر لنتائج أسوأ.

يتم التعبير عن الجينات عندما يتم استخدام المعلومات الموجودة داخل حمضنا النووي لصنع جزيئات مثل البروتينات. غالبًا ما يتحكم التعبير الجيني في عدد البروتينات التي يتم تصنيعها ومتى يتم تصنيعها ، تعمل مفاتيح التشغيل / الإيقاف. يمتلك البشر ما يقرب من 400 جين مسؤول عن حاسة الشم لدينا ، ولكن بشكل حاسم بالنسبة للدراسة ، يتم التعبير عن الجينات أيضًا في أجزاء أخرى من الجسم ، باستثناء الأنف. إذا تم التعبير عن جينات الرائحة هذه ، فهذا يعني أن التعليمات الخاصة بهذه الجينات تتم قراءتها وتنفيذها. من خلال إجراء تغييرات على الخلايا ، يمكن للعلماء معالجة المستوى الذي يتم فيه التعبير عن الجينات واستخدامها.

الدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة Molecular Systems Biology أشرفت عليها الدكتورة هبة صايلم من معهد الهندسة الطبية الحيوية وجامعة أكسفورد. قام سايلم وزملاؤه الباحثون بدراسة كيفية تنظيم الخلايا في الجسم، بهدف دراسة كيف يؤدي السرطان إلى فقدان بنية الأنسجة في الجسم. ومن أجل تطوير علاجات فعالة، يجب على العلماء أن يفهموا الجينات التي تلعب دورا في تغير الأنسجة. استخدم فريق البحث خوارزميات رؤية الكمبيوتر للكشف عن التغييرات داخل تنظيم عينات الخلايا. تم إعطاء نموذج الذكاء الاصطناعي بيانات الصور التي تم جمعها بواسطة المجهر الآلي، والتي تحتوي على ملايين الصور لخلايا سرطان القولون.

ثم أجرى فريق البحث تجارب عن طريق الحد من تعبير كل جين في خلايا سرطان القولون الفردية. بعد تطبيق الاضطرابات على الجينات وتناقص تعبيرها ، وجد الباحثون أن جينات استشعار الرائحة تبدو مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بكيفية محاذاة الخلايا وانتشارها. يبدو أن تقليل التعبير عن جينات الرائحة يمكن أن يتحكم في انتشار الخلايا عن طريق الحد من قدرتها على الحركة. من ناحية أخرى ، يمكن زيادة حركة الخلية من خلال وجود مستويات أعلى من التعبير عن جينات الرائحة المعنية.

وأوضح سايلم أن جينات الرائحة تشبه "الحاسة السادسة" التي يمكن للخلايا السرطانية استخدامها لتجد طريقها خارج بيئة الورم السامة وتنتشر إلى مناطق أخرى من جسم المريض. ذهب سايلم ليشرح مدى أهمية الذكاء الاصطناعي في تحقيق هذا الاكتشاف. كان نموذج الذكاء الاصطناعي الذي استخدمه الباحثون قادرًا على زيادة سرعة إجراء البحث بشكل كبير. نموذج الذكاء الاصطناعي ، بعد تدريبه على قاعدة بيانات كبيرة لوظائف الجينات ومظاهرها ، قادر على أتمتة مهمة تحديد أنواع معينة من الخلايا داخل الصور. وأوضح سيليم:

باستخدام نظام الذكاء الاصطناعي المطور ، يمكننا الآن تعلم المزيد من هذه التجارب وتسريع تحديد الجينات التي تغير بنية الأنسجة في السرطان.

CRIPSR (التكرارات المتناظرة القصيرة المنتظمة المتباعدة بشكل منتظم) ، تقنية تحرير الجينات ، هي الطريقة الأساسية التي يتم بها تقليل مستويات التعبير الجيني لما يقرب من 20,000 جين في الخلية لدراسة كيفية تأثير التعبير الجيني على الخلايا السرطانية. عندما يقترن البحث الذي أجراه سايلم وزملاؤه بالتطورات في تكنولوجيا تحرير الجينات ، فإنه يمكن أن يتيح طرقًا جديدة لتحديد الأدوار التي تلعبها الجينات المختلفة في أنواع مختلفة من السرطان ، والتي يمكن أن تتيح أنواعًا جديدة من العلاجات.