Një një hap të rëndësishëm përpara në kërkimin gjenetik dhe biomedikal, dy shkencëtarë nga Universiteti i Misurit kanë zhvilluar një mjet të fuqishëm të inteligjencës artificiale që mund të parashikojë formën 3D të kromozomeve brenda qelizave individuale—duke ndihmuar studiuesit të fitojnë një pamje të re të mënyrës se si funksionojnë gjenet tona.
Kromozomet janë si kuti të vogla ruajtëse që përmbajnë ADN-në tonë. Meqë çdo qelizë përmban rreth dy metra ADN, ajo duhet të paloset në mënyrë të dendur për të zënë vend. Kjo palosje jo vetëm që kursen hapësirë—por gjithashtu kontrollon se cilat gjene janë aktive ose joaktive. Kur ADN-ja nuk paloset siç duhet, kjo mund të prishë funksionet normale të qelizës dhe të çojë në sëmundje serioze, përfshirë kancerin.
Historikisht, shkencëtarët janë mbështetur në të dhëna që mesatarizonin rezultatet nga miliona qeliza njëkohësisht. Kjo e bën pothuajse të pamundur të shihen dallimet unike mes qelizave individuale. Por modeli i ri i IA-së i zhvilluar nga Yanli Wang dhe Jianlin “Jack” Cheng nga Kolegji i Inxhinierisë në Mizzou e ndryshon këtë.
“Kjo është e rëndësishme sepse edhe qelizat nga i njëjti pjesë e trupit mund të kenë kromozome të palosura në mënyra shumë të ndryshme,” tha Wang, një studente e diplomuar dhe autore kryesore e studimit. “Ajo palosje kontrollon cilat gjene aktivizohen ose çaktivizohen.”
Studimi i qelizave të vetme është sfidues sepse të dhënat shpesh janë të rrëmujshme ose të paplota. Por mjeti i ri i IA-së është projektuar posaçërisht për të punuar me këto sfida. Ai është mjaftueshëm inteligjent për të dalluar modele të dobëta në të dhëna të zhurmshme dhe di si të vlerësojë formën 3D të një kromozomi edhe kur mungon informacioni.
Gjithashtu, ai “kupton” si të “shohë” struktura biologjike në mënyrë të saktë edhe kur janë të rrotulluara. Krahasuar me një metodë të mëparshme të thellë të mësimit me IA, mjeti i Mizzou-t është më shumë se dyfish më i saktë në analizimin e të dhënave të qelizave të vetme njerëzore.
Ekipi e ka bërë softuerin falas dhe të disponueshëm për shkencëtarë në mbarë botën. Kjo do të thotë që studiuesit tani mund ta përdorin për të kuptuar më mirë funksionimin e gjeneve, si fillojnë sëmundjet dhe si të projektojnë trajtime më të mira.
“Çdo qelizë e vetme mund të ketë një strukturë të ndryshme kromozomale,” tha Cheng, Profesor i dalluar në Inxhinieri Elektrike dhe Shkenca Kompjuterike. “Mjeti ynë ndihmon shkencëtarët të studiojnë ato dallime në detaje—çka mund të çojë në njohuri të reja mbi shëndetin dhe sëmundjet.”
Studiuesit tani planifikojnë të përmirësojnë edhe më tej mjetin e IA-së duke e zgjeruar për të ndërtuar struktura me rezolucion të lartë të tërë gjeneromave. Qëllimi i tyre: t’u japin shkencëtarëve pamjen më të qartë ndonjëherë të planit gjenetik brenda qelizave tona.
“Rekonstruktimi i strukturave 3D të kromozomeve nga të dhëna Hi-C të qelizave të vetme me rrjete nervore grafike SO(3)-ekuivariante,” u publikua në NAR Genomics and Bioinformatics.
