AI відкриває запахові гени, пов’язані з результатами лікування раку

Команда дослідників з Оксфордського університету нещодавно використала штучний інтелект для відкриття потенційної зв’язку між раком товстої кишки та вираженням конкретних генів, що сприймають запах. Як повідомляє Phys.org, дослідники з Оксфордського університету та Цюріхського університету нещодавно, за допомогою моделі штучного інтелекту, виявили, що вираження конкретних генів, що сприймають запах, у клітинах раку товстої кишки вказує на вищу ймовірність поганих результатів.

Гени виражаються, коли інформація, що міститься в нашій ДНК, використовується для створення молекул, таких як білки. Вираження генів часто контролює кількість білків, що синтезуються, і час їх синтезу, діючи як перемикачі ввімкнення/вимкнення. Люди мають приблизно 400 генів, відповідальних за наш смисл запаху, але досить важливо для дослідження, що ці гени також виражаються в інших частинах тіла, крім носа. Якщо ці гени запаху виражаються, це означає, що інструкції для цих генів читаються та виконуються. Змінивши клітини, вчені можуть маніпулювати рівнем вираження генів та їх використання.

Дослідження, яке нещодавно було опубліковано в журналі Molecular Systems Biology, було проведено під керівництвом доктора Хеби Сайлем з Інституту біомедичної інженерії та Оксфордського університету. Сайлем та її колеги-дослідники вивчали, як клітини в організмі організовані, маючи на меті вивчити, як рак призводить до втрати структури тканин в організмі. Для розробки ефективних методів лікування вчені повинні зрозуміти, які гени відіграють роль у зміні тканин. Команда дослідників використала алгоритми комп’ютерного зору для виявлення змін у організації клітинних зразків. Модель штучного інтелекту отримала дані зображень, зібраних роботизованою мікроскопією, які містять мільйони зображень клітин раку товстої кишки.

Дослідницька команда потім проводила експерименти, зменшуючи вираження кожного гена в окремих клітинах раку товстої кишки. Після застосування порушень до генів та зменшення їх вираження дослідники виявили, що гени запаху, здається, сильно корелюють з тим, як клітини вишиковуються та поширюються. З’ясувалося, що зменшення вираження генів запаху може потенційно контролювати поширення клітин, зменшуючи їх здатність рухатися. З іншого боку, рухливість клітин може збільшуватися за рахунок вищого рівня вираження генів запаху.

Сайлем пояснила, що гени запаху подібні до “шостого відчуття”, яке клітини раку можуть використовувати, щоб знайти шлях поза токсичною середовищем пухлини та поширитися до інших регіонів тіла пацієнта. Сайлем продовжила пояснення про те, наскільки важливим був штучний інтелект у цьому відкритті. Модель штучного інтелекту, використана дослідниками, могла значно збільшити швидкість проведення досліджень. Модель штучного інтелекту, після навчання на великому банку функцій та зовнішнього вигляду генів, може автоматизувати завдання ідентифікації певних типів клітин на зображеннях. Сайлем пояснила:

“За допомогою розробленої системи штучного інтелекту ми тепер можемо дізнатися набагато більше з цих експериментів та прискорити ідентифікацію генів, які змінюють структуру тканин при раку.

CRISPR (Кластеризовані Регулярно Інтерсперовані Паліндромні Повтори), технологія редагування генів, є основним способом зменшення рівня вираження приблизно 20 000 генів у клітині для вивчення того, як вираження генів впливає на клітини раку. Коли це поєднується з досягненнями в технології редагування генів, дослідження, проведене Сайлем та її колегами, можуть забезпечити нові методи ідентифікації ролей різних генів у різних типах раку, що може забезпечити нові види терапій.