En un gran salto para la investigación genética y biomédica, dos científicos de la Universidad de Missouri han desarrollado una nueva y poderosa herramienta de inteligencia artificial que puede predecir la forma 3D de cromosoma dentro de las células individuales, ayudando a los investigadores a obtener una nueva teoría de nuestro trabajo genético.
El cromosoma son pequeñas cajas de almacenamiento que mantienen nuestro ADN. Dado que cada celda contiene aproximadamente seis seis pies de paquete de ADN dentro de él, debe estar firmemente plegado para que se ajuste. Este plegado no solo ahorra espacio, sino que también controla qué genes son dinámicos o inactivos. Pero cuando el ADN no se conecta correctamente, puede interrumpir las funciones celulares normales y causar enfermedades graves, incluido el cáncer.
Históricamente, los científicos se han basado en datos que tienen un promedio de millones de células al mismo tiempo. Esto hace que sea casi imposible ver diferencias únicas entre las células individuales. Pero Yanley Wang y Jianlin “Jack” Cheng desarrollaron un nuevo modelo de IA para un cambio en la Facultad de Ingeniería de Mizzo.
“Es importante porque incluso el cromosoma se puede agregar a las células de la misma parte del cuerpo de una manera muy diferente”. “¿Qué genes son ese plegamiento encendido o desactivado”.
El estudio de células individuales es difícil porque los datos a menudo están sucios o incompletos. Pero la nueva herramienta AI está diseñada específicamente para funcionar con estos desafíos. Es lo suficientemente inteligente como para ver patrones débiles en los datos de ruido y saber cómo estimar el formato 3D de cromosoma incluso cuando desaparece alguna información.
También entiende que el método de “ver” la estructura biológica correctamente, incluso cuando deambulan. En comparación con el método AI de aprendizaje profundo anterior, el dispositivo Misso se duplica al analizar datos humanos de células individuales.
El equipo ha hecho el software gratuito y disponible para científicos de todo el mundo. Esto significa que los investigadores ahora pueden usarlo para comprender mejor cómo funcionan los genes, cómo comienzan las enfermedades y cómo diseñarse para un mejor tratamiento.
“Cada célula puede tener diferentes estructuras cromosómicas”, dijo Cheng, un destacado profesor de curadores de ingeniería eléctrica e informática. “Nuestro dispositivo ayuda a los científicos a estudiar estas diferencias en detalle, lo que puede conducir a nuevas ideas sobre la salud y las enfermedades”.
Los investigadores ahora planean mejorar aún más el dispositivo AI expandiendo la estructura de alta resolución de todo el genoma. Su propósito: dar a los científicos una imagen clara de los planos genéticos dentro de nuestras células.
