Inteligența artificială și microscopia dezvăluie funcțiile genelor celulare
O echipă de cercetători a dezvoltat o tehnologie care promite să permită investigații mai comprehensive asupra modului în care genele individuale determină aspectul și comportamentul celulelor. Cercetătorii, conduși de profesorul Veit Hornung de la Centrul de Gene al LMU și profesorul Matthias Mann de la Institutul Max Planck de Biochimie din Martinsried, împreună cu profesorul Fabian Theis de la Helmholtz Munich, au creat SPARCS, o tehnologie care combină inteligența artificială cu microscopia și screeningul genetic.
Această tehnologie permite cercetătorilor să analizeze milioane de celule modificate genetic pentru caracteristici vizuale complexe și apoi să izoleze selectiv celulele individuale de interes. Folosind SPARCS, efectele celulare pot fi astfel asociate cu modificările genetice care le cauzează. Rezultatele au fost publicate în revista Cell.
Gene implicate în reciclarea celulară și sistemul imunitar
În studiul lor, oamenii de știință au folosit inteligența artificială pentru a analiza imagini microscopice ale unui total de 70 de milioane de celule pentru a detecta modificări cauzate de alterări genetice. Într-un experiment inițial de tip proof-of-concept la nivel de genom, cercetătorii au investigat autofagia, un proces important de reciclare celulară.
„SPARCS a identificat o proporție mare din genele deja cunoscute care reglează formarea autofagozomilor, descoperind în același timp și gene suplimentare implicate în acest proces”, afirmă primul autor, dr. Niklas Schmacke de la LMU.
Cercetătorii au examinat, de asemenea, STING, un senzor cheie al sistemului imunitar înnăscut. Au descoperit că aciditatea aparatului Golgi este importantă pentru transportul timpuriu al STING în interiorul celulei. Proteina GPHR influențează acest nivel de pH și, în consecință, activarea ulterioară a senzorului imunitar.
Deoarece celulele selectate sunt izolate intacte, cercetătorii au putut apoi să analizeze compoziția lor proteică folosind spectrometria de masă. Acest lucru le-a permis să caracterizeze precis efectele modificărilor genetice la nivel molecular.
În ansamblu, studiul a demonstrat cum inteligența artificială, combinată cu screeningul genetic scalabil bazat pe imagini, deschide noi oportunități pentru investigarea sistematică a genelor și avansarea descoperirilor biologice, afirmă cercetătorii.
