Ο αλγόριθμος μηχανικής μάθησης προβλέπει τον τρόπο με τον οποίο τα γονίδια ρυθμίζονται σε μεμονωμένα κύτταρα
Ένας νέος αλγόριθμος μάθησης μηχανής μπορεί να προβλέψει πώς ρυθμίζονται τα γονίδια σε μεμονωμένα κύτταρα, μια επανάσταση που θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών.
Ο αλγόριθμος, που αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley, είναι σε θέση να προσδιορίσει τις συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA που ελέγχουν την έκφραση των γονιδίων. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη φαρμάκων που στοχεύουν αυτές τις ακολουθίες και είτε ενεργοποιούν είτε απενεργοποιούν τα γονίδια.
"Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόησή μας για το πώς ρυθμίζονται τα γονίδια", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Jonathan Weissman, καθηγητής μοριακής και κυτταρικής βιολογίας στο UC Berkeley. "Έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζουμε τις ασθένειες".
Ο αλγόριθμος, που ονομάζεται SCSLAM-Seq, λειτουργεί με ανάλυση δεδομένων από αλληλουχία RNA ενός κυττάρου. Αυτή η τεχνική επιτρέπει στους ερευνητές να μετρήσουν την έκφραση των γονιδίων σε μεμονωμένα κύτταρα, και όχι σε ένα μαζικό πληθυσμό κυττάρων.
Με την ανάλυση των δεδομένων από το SCSLAM-SEQ, ο αλγόριθμος είναι σε θέση να προσδιορίσει τις αλληλουχίες DNA που σχετίζονται με την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων. Αυτές οι ακολουθίες ονομάζονται ρυθμιστικά στοιχεία.
Οι ερευνητές εξέτασαν τον αλγόριθμο σε μια ποικιλία κυτταρικών τύπων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων, των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων ποντικού και των πολυδύναμων βλαστοκυττάρων που προκαλούνται από ανθρώπινα πολυδύναμα. Ο αλγόριθμος μπόρεσε να εντοπίσει με ακρίβεια τα ρυθμιστικά στοιχεία για μεγάλο αριθμό γονιδίων σε κάθε τύπο κυττάρου.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το SCSLAM-SEQ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό των ρυθμιστικών στοιχείων για γονίδια που εμπλέκονται σε ποικίλες ασθένειες. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη φαρμάκων που στοχεύουν αυτές τις ακολουθίες και είτε ενεργοποιούν είτε απενεργοποιούν γονίδια.
"Αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζουμε τις ασθένειες", δήλωσε ο Weissman. "Με τη στόχευση των ρυθμιστικών στοιχείων των γονιδίων, θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε νέα φάρμακα που είναι πιο αποτελεσματικά και να έχουν λιγότερες παρενέργειες".
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Biotechnology.
