Истражувачи од Whitehead Institute развија модел со вештачка интелигенција што може да препознае како клетките комуницираат и кои сигнали ги примиле во различни фази од развојот.
Кога ембрионот се развива, матичните клетки постепено добиваат специјализирани улоги и стануваат клетки на мозокот, црниот дроб, мускулите или други ткива. Нивната судбина зависи од гените што се активираат, но и од хемиските пораки што ги разменуваат со соседните клетки.
Овие пораки се пренесуваат преку сложени сигнални патеки, кои надворешните сигнали ги претвораат во промени во активноста на гените. Досега научниците претпоставуваа дека дејството на секоја патека значително се разликува меѓу клеточните типови, па затоа би требало одделно да ја проучуваат во секој тип клетка.
Новиот модел, наречен IRIS, покажува дека секоја сигнална патека остава препознатлив образец на генска активност — своевиден молекуларен „отпечаток“. Според истражувачите, истиот отпечаток може да се препознае во различни клеточни типови, што овозможува побрзо реконструирање на сигналната историја на клетките.
IRIS бил обучен со податоци од илјадници човечки ембрионални матични клетки, изложени на комбинации од шест главни сигнални патеки во повеќе фази од развојот. Потоа бил тестиран врз единечни клетки од глувчешки ембриони во фазата на гаструлација, кога клетките брзо се насочуваат кон различни развојни патишта.
Моделот успешно предвидел кога и каде се активираат одредени сигнални патеки кај клетки што подоцна формираат ткива на срцето, цревата, мускулите и ’рбетниот мозок. Во дополнителни експерименти, предвидувањата помогнале да се идентификува сигнал што поттикнува развој на клетки важни за создавање белодробно ткиво.
Овие резултати би можеле да го забрзаат насочувањето на матичните клетки кон конкретни функционални типови. Тоа е значајно за регенеративната медицина, создавањето органоиди и проучувањето болести како астма, рак на белите дробови и белодробна фиброза.
Студијата, предводена од Пулин Ли и докторантот Николас Хачинс, е објавена во списанието Nature Methods. Истражувачите наведуваат дека пристапот може да помогне во мапирањето на сигналната историја на клетките во ембриони со досега недостижна брзина и обем.
