AI відкриває запахові гени, пов’язані з результатами захворювання на рак

Команда дослідників з Оксфордського університету нещодавно використала штучний інтелект, щоб відкрити потенційний зв’язок між колоректальним раком і вираженням конкретних генів, що сприймають запах. За повідомленням Phys.org, дослідники з Оксфордського університету та Університету Цюриха нещодавно, за допомогою моделі штучного інтелекту, виявили, що вираження конкретних генів, що сприймають запах, у клітинах колоректального раку вказує на вищу ймовірність гірших результатів.

Гени виражаються, коли інформація, що міститься в нашій ДНК, використовується для створення молекул, таких як білки. Вираження генів часто контролює кількість білків, що утворюються, і час їх утворення, діючи як перемикачі. Люди мають приблизно 400 генів, відповідальних за наш нюх, але досить важливо для дослідження, що ці гени також виражаються в інших частинах тіла, окрім носа. Якщо ці гени, що сприймають запах, виражаються, це означає, що інструкції для цих генів читаються і виконуються. Змінаючи клітини, вчені можуть маніпулювати рівнем, до якого гени виражаються і використовуються.

Дослідження, опубліковане нещодавно в журналі Molecular Systems Biology, було проведено під керівництвом доктора Хеби Сайлем з Інституту біомедичної інженерії та Оксфордського університету. Сайлем і її колеги вивчали, як клітини в організмі організовані, маючи на меті вивчити, як рак призводить до втрати тканинної структури в організмі. Щоб розробити ефективні методи лікування, вчені повинні зрозуміти, які гени відіграють роль у зміні тканин. Дослідницька команда використала алгоритми комп’ютерного зору, щоб виявити зміни в організації клітинних зразків. Модель штучного інтелекту отримала дані зображень, зібраних роботизованою мікроскопією, які містять мільйони зображень клітин колоректального раку.

Дослідницька команда потім проводила експерименти, зменшуючи вираження кожного гена в окремих клітинах колоректального раку. Після того, як були застосовані порушення і вираження генів знизилося, дослідники виявили, що гени, що сприймають запах, здаються сильно корельованими з тим, як клітини розташовуються і поширюються. Здається, що зменшення вираження генів, що сприймають запах, потенційно може контролювати поширення клітин, зменшуючи їхню здатність рухатися. З іншого боку, рухливість клітин може збільшуватися за рахунок вищого рівня вираження генів, що сприймають запах.

Сайлем пояснила, що гени, що сприймають запах, є ніби “шостим відчуттям”, яке клітини раку можуть використовувати, щоб знайти свій шлях зовні оточення пухлини, яке є токсичним, і поширити на інші області тіла пацієнта. Сайлем продовжила пояснювати, наскільки важливим був штучний інтелект у цьому відкритті. Модель штучного інтелекту, використана дослідниками, могла значно збільшити швидкість проведення дослідження. Модель штучного інтелекту, після навчання на великому банку функцій і виглядів 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 і прискорити ідентифікацію генів, які змінюють структуру тканин при раку.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) – це технологія редагування генів, яка є основним способом зменшення рівня вираження приблизно 20 000 генів у клітині, щоб вивчити, як вираження генів впливає на клітини раку. Коли це поєднується з досягненнями в технології редагування генів, дослідження, проведене Сайлем і її колегами, може дозволити розробити нові методи ідентифікації ролей різних генів у різних типах раку, що може дозволити розробити нові види терапій.