Ranije nepoznati geni
Novi algoritam može predvidjeti koji će geni uzrokovati rak, čak i ako
U raku se stanice množe i napadaju tkiva,uništavajući organe i time remeteći njihove vitalne funkcije. Neograničeni rast obično je uzrokovan nakupljanjem promjena DNA u onkogenima, mutacijama u tim genima koji kontroliraju razvoj stanica. Međutim, neki karcinomi imaju vrlo malo mutiranih gena. To znači da drugi uzroci dovode do opasne bolesti.
Skupina istraživača s Instituta za molekularnuMax Planck Genetics Institute (MPIMG) u Berlinu i Institut za računalnu biologiju u Helmholtzu, koriste metode strojnog učenja kako bi identificirali 165 prethodno nepoznatih gena raka. Istraživači koriste poseban algoritam za analizu podataka.
Slijed ovih gena nije obvezanpromijeniti. Očito je da kršenje njihove regulacije već može dovesti do raka. Svi nedavno identificirani geni usko su u interakciji s poznatim onkogenima. Oni su neophodni za preživljavanje tumorskih stanica, pokazali su eksperimenti u staničnim kulturama.
Dodatni ciljevi za personaliziranu medicinu
Algoritam nazvan EMOGI u objašnjivomMulti-Omics Graph Integration također može objasniti odnos između staničnih mehanizama koji pretvaraju gen u onkogen. Kao što grupa istraživača pod vodstvom Annalise Marsico objašnjava u časopisu Nature Machine Intelligence, softver integrira desetke tisuća skupova podataka stvorenih iz uzoraka pacijenata. To uključuje informacije o metilaciji DNA, aktivnosti pojedinih gena i interakcijama proteina unutar staničnog puta, kao i podatke o sekvencama s mutacijama. U tim podacima algoritmi dubokog učenja otkrivaju obrasce i molekularne principe koji dovode do razvoja raka.
Za za razliku od tradicionalnih metodaliječenja raka kao što je kemoterapija, individualni tretmani su prilagođeni specifičnoj vrsti tumora. “Naš cilj je odabrati najbolji tretman za svakog pacijenta, najučinkovitiji tretman s najmanje nuspojava. Osim toga, molekularna svojstva mogu se koristiti za otkrivanje raka koji je već u ranoj fazi”, objašnjava Marsico, voditelj istraživačke grupe MPIMG.
"Samo poznavanjem uzroka bolesti možemo se učinkovito suprotstaviti ili ispraviti", pišu istraživači. "Zbog toga je toliko važno identificirati što više mehanizama koji uzrokuju rak."
Bolji rezultati kombinacijom
“Danas većina"Istraživanje se fokusira na promjene patogenih sekvenci ili stanične obrasce", rekao je Roman Schulte-Sasse, doktorand u Marsicovu timu i prvi autor publikacije. "U isto vrijeme, nedavno je postalo jasno da epigenetski poremećaji ili disregulacija aktivnosti gena također mogu dovesti do raka."
Zbog toga su istraživači objedinili podatke.Nizovi koji predstavljaju kvarove u krugu, s informacijama koje predstavljaju događaje u stanicama. Znanstvenici su u početku potvrdili da su mutacije ili proliferacija genomskih segmenata zapravo glavni uzrok raka. Zatim smo u drugom koraku identificirali gene kandidate koji nisu baš izravno povezani s genima koji zapravo uzrokuju rak.
“Na primjer, otkrili smo gen kod raka"koja ima malu promjenu sekvence, ali regulira opskrbu energijom i neophodna je za tumore", kaže Schulte-Sass. “Ovi se geni ne mogu kontrolirati na druge načine. Na primjer, uzrokovana je kemijskim promjenama u DNK, kao što je metilacija. Ove promjene ne utječu na informacije o sekvenci, ali dominiraju u aktivnosti gena. Takvi su geni obećavajuće mete za otkrivanje lijekova, ali budući da rade u pozadini, mogu se pronaći samo pomoću složenih algoritama.”
Daljnje istraživanje
Novi istraživački program dodaje mnogonovi unosi na popis sumnjivih onkogena. Samo posljednjih godina narastao je sa 700 na 1000. Istraživači su samo pratili skrivene gene koristeći kombinaciju bioinformatičke analize i modernih tehnika umjetne inteligencije (AI).
U podacima se krije još mnogo zanimljivih detalja."Mi vidimo puno obrazaca koji su u skladu s rakom", kaže Marsico. "Mislim da je ovo dokaz da su tumori uzrokovani različitim molekularnim mehanizmima u različitim organima."
Istraživači naglašavaju da program EMOGInije ograničen na rak. U teoriji bi se mogao koristiti za integraciju različitih skupova bioloških podataka i pronalaženje obrazaca. Algoritmi su primjenjivi na slične složene bolesti.
Čitaj više
Stvorena je prva točna karta svijeta. Što nije u redu sa svima ostalima?
Za šifriranje je korišteno infracrveno zračenje ljudskih ruku
Uran je dobio status najčudnijeg planeta u Sunčevom sustavu. Zašto?