Sztuczna inteligencja pokazuje, że możemy nie znać nawet połowy struktur w komórkach naszego ciała

Wiele chorób, które nas dotykają, jest związanych z nieprawidłowym funkcjonowaniem komórek. Być może da się je skuteczniej leczyć, ale najpierw naukowcy muszą dokładnie zrozumieć, jak są zbudowane i funkcjonują komórki. Poprzez połączenie sztuczna inteligencja Wykorzystując techniki mikroskopowe i biochemiczne, naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego Medical School (UCSD) poczynili ważny krok w zrozumieniu komórek ludzkiego ciała.


Z Mikroskopy możemy zobaczyć struktury komórkowe tak małe, jak pojedyncze mikrometry. Natomiast techniki biochemiczne wykorzystujące poszczególne białka umożliwiają badanie struktur wielkości nanometrów, czyli 1/1000 mikrometra. Jednak głównym problemem w naukach przyrodniczych jest uzupełnienie wiedzy o tym, co znajduje się w komórce między skalą mikro i nano. Stwierdzono, że pomaga w tym sztuczna inteligencja jest możliwe.

 Źródło obrazu: Pixabay / Ci,

Kiedy myślimy o komórce, prawdopodobnie przychodzi nam na myśl diagram z podręcznika do biologii, przedstawiający mitochondrium, jądro komórkowe i retikulum endoplazmatyczne. Ale czy to pełny obraz? Absolutnie nie. Naukowcy od dawna uznali, że nie wiemy więcej niż wiemy. Teraz możemy to zrobić komórka wreszcie przyjrzyjmy się bliżej – dodaje naukowiec. Zespół odpowiedzialny za najnowsze osiągnięcie kierowali Ideker i Emma Lundberg ze Szwedzkiego Królewskiego Instytutu Technologii.

Nowa technologia wykorzystywana przez naukowców nazywa się Muzyka (Zintegrowana komórka wieloskalowa). W badaniu pilotażowym MuSIC wykazał około 70 struktur w ludzkich komórkach nerkowych. Połowa z nich była wcześniej nieznana. Na przykład grupa Białka odkryli, że tworzą nieznaną strukturę. Po bliższej inspekcji naukowcy odkryli, że wiąże RNA. Jest prawdopodobne, że ta struktura bierze udział w splicingu, niezwykle ważnym procesie w fałdowaniu genów.

Twórcy MuSIC od lat próbowali stworzyć mapę procesów zachodzących w komórkach. To, co odróżnia MuSIC od podobnych systemów, to zastosowanie Techniki głębokiego uczenia stworzyć mapę komórki bezpośrednio z obrazów mikroskopowych. System został przeszkolony do modelowania komórki na podstawie dostępnych danych. W przeciwieństwie do diagramów, których nauczyliśmy się w szkole, nie przedstawia pewnych struktur w określonych miejscach, ponieważ niekoniecznie są one zawsze w tym samym miejscu.

Do tej pory naukowcy opracowali 661 białek i jeden typ komórek za pomocą MuSIC w badaniu pilotażowym. Kolejnym celem badań będzie zbadanie całej komórki, a następnie zbadanie innych typów komórek, komórek u różnych ludzi i różnych gatunków zwierząt. Może z czasem uda nam się to zrobić podstawa molekularna lepiej zrozumieć różne choroby, ponieważ potrafimy rozpoznać różnice między komórkami zdrowymi i chorymi” – wyjaśnia Ideker.