Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Новый метод искусственного интеллекта показывает, что мы не знаем и половины того, что находится в наших клетках
27.11.2021

Новый метод искусственного интеллекта показывает, что мы не знаем и половины того, что находится в наших клетках

Оценка: 0.0    693 2 Наука и Технологии
10:15

Большинство заболеваний человека можно отследить по неправильному функционированию части клетки - например, опухоль может расти из-за того, что ген не был точно переведен в определенный белок или метаболическое заболевание возникает из-за неправильной работы митохондрий. Но чтобы понять, какие части клетки могут выйти из строя при заболевании, ученым сначала нужно иметь полный список частей.

Объединив микроскопию, методы биохимии и искусственный интеллект, исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего и их соавторы сделали, по их мнению, значительный скачок вперед в понимании человеческих клеток.

Методика, известная как Multi-Scale Integrated Cell (MuSIC), описана 24 ноября 2021 года в журнале Nature.

Слева: Классические клеточные диаграммы учебников предполагают, что все части четко видны и определены. Справа: Новая карта клетки, созданная с помощью технологии MuSIC, выявляет множество новых компонентов. Золотые узлы представляют известные компоненты клетки, фиолетовые узлы - новые компоненты. Размер узла отражает количество отдельных белков в этом компоненте.

"Если вы представляете себе клетку, вы, вероятно, рисуете красочную схему из учебника по клеточной биологии с митохондриями, эндоплазматическим ретикулумом и ядром. Но вся ли это история? Определенно нет", - говорит Трей Идекер, доктор философии, профессор Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего и Онкологического центра Мурса. 

"Ученые давно поняли, что мы не знаем больше, чем знаем, но теперь у нас наконец-то есть возможность заглянуть глубже".

Идекер возглавил исследование вместе с Эммой Лундберг, доктором философии, из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, и Стэнфордского университета.

В ходе экспериментального исследования MuSIC выявил около 70 компонентов, содержащихся в линии клеток почек человека, половина из которых ранее не встречалась. В одном из примеров исследователи заметили группу белков, образующих незнакомую структуру. 

В сотрудничестве с коллегой из Университета Сан-Диего Джином Йео, доктором философии, они определили, что эта структура представляет собой новый комплекс белков, связывающих РНК. Этот комплекс, вероятно, участвует в сплайсинге - важном клеточном событии, которое обеспечивает перевод генов в белки и помогает определить, какие гены активируются в определенное время.

Внутреннее строение клеток и множество белков, находящихся в них, обычно изучается с помощью одного из двух методов: визуализации под микроскопом или биофизической ассоциации. При визуализации исследователи добавляют к интересующим их белкам флуоресцентные метки различных цветов и отслеживают их перемещение и ассоциации в поле зрения микроскопа. Для изучения биофизических ассоциаций исследователи могут использовать антитело, специфичное для белка, чтобы извлечь его из клетки и посмотреть, что еще к нему прикреплено.

Команда была заинтересована в картировании внутренней работы клеток в течение многих лет. Отличием MuSIC является использование глубокого обучения для составления карты клетки непосредственно на основе изображений клеточной микроскопии.

"Сочетание этих технологий уникально и эффективно, поскольку впервые удалось объединить измерения в совершенно разных масштабах", - говорит первый автор исследования Юэ Цинь, аспирант кафедры биоинформатики и системной биологии в лаборатории Идекера.

Микроскопы позволяют ученым видеть вплоть до уровня одного микрона, что примерно соответствует размеру некоторых органелл, таких как митохондрии. Более мелкие элементы, такие как отдельные белки и белковые комплексы, не видны в микроскоп. Методы биохимии, которые начинаются с одного белка, позволяют ученым дойти до нанометрового масштаба.

"Но как преодолеть этот разрыв от нанометрового до микронного масштаба? Это долгое время было большим препятствием в биологических науках", - говорит Идекер, который также является основателем Инициативы по созданию карты раковых клеток Калифорнийского университета и Центра вычислительной биологии и биоинформатики Калифорнийского университета в Сан-Диего. 

"Оказывается, это можно сделать с помощью искусственного интеллекта - изучить данные из нескольких источников и попросить систему собрать их в модель клетки".

Команда обучила платформу искусственного интеллекта MuSIC рассматривать все данные и строить модель клетки. Система пока не привязывает содержимое клетки к конкретным местам, как на схеме в учебнике, отчасти потому, что их расположение не обязательно фиксировано. Напротив, расположение компонентов подвижно и меняется в зависимости от типа клетки и ситуации.

Идекер отметил, что это было пилотное исследование для проверки MuSIC. Они рассмотрели только 661 белок и один тип клеток.

"Очевидно, что следующим шагом будет исследование всей человеческой клетки, - сказал Идекер, - а затем переход к различным типам клеток, людям и видам. В конечном итоге мы сможем лучше понять молекулярную основу многих заболеваний, сравнивая различия между здоровыми и больными клетками".


 
Источник:  https://earth-chronicles.ru/

Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 2

-2  
Проводник 27.11.2021 12:22 [Материал]
Исследования ведутся и у нас. Вот есть материал по этой тематике:
Моделирование смерти, ради жизни http://it-medicina.info/research/14.html
Энерго-информационные системы в клетках крови http://it-medicina.info/research/13.html
Сознание и здоровье http://it-medicina.info/research/17.html
+1  
Gr70 27.11.2021 11:01 [Материал]
Разгадать тайну разума клеток? Ну-ну... cool
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
В СФУ рассказали о влиянии «подземного климата» на рост лесов Сибири
Опять сожрали коммент...экстремюгой считают!Ла не буду про Китай смотрите финансиста Ротшильдов!журн (от н-Стожар)
В СФУ рассказали о влиянии «подземного климата» на рост лесов Сибири
Последнее.едет такой Местный руль от ушастой для лапши глагалактэльфийки по федеральной трассе и мор (от н-Стожар)
В СФУ рассказали о влиянии «подземного климата» на рост лесов Сибири
Зхж - минус 200 за портач про тундру
И 200000,чё решили заняться социальной?социальной?социал (от н-Стожар)

"Волшебные грибы" могли ускорить эволюцию человеческого мозга
Истории про то что псидебелицин и ЛСД кислота способствуют генеализму из тех же как мужики с членами (от н-Стожар)
"Волшебные грибы" могли ускорить эволюцию человеческого мозга
Как только не прикалываются над поверхностниками!и кто только.... (от н-Стожар)