Innowacje napędzane AI: RENAISSANCE odkrywa tajemnice metabolizmu komórkowego.

WarsawNaukowcy z EPFL opracowali nowe narzędzie AI o nazwie RENAISSANCE, które pomaga lepiej zrozumieć, jak komórki wykorzystują składniki odżywcze i wytwarzają energię. To osiągnięcie jest dużym krokiem naprzód w biologii obliczeniowej i ułatwia badanie tych skomplikowanych procesów. Analiza metabolizmu komórkowego ma kluczowe znaczenie dla wielu zastosowań, zwłaszcza w badaniach nad zdrowiem i biotechnologią.

Współczesna biologia generuje ogromne ilości danych korzystając z różnych metod „omiki”, takich jak genomika, proteomika i metabolomika.

• Genomika: badanie genomów
• Transkryptomika: badanie cząsteczek RNA
• Proteomika: badanie białek
• Metabolomika: badanie procesów metabolicznych

Łączenie różnych zbiorów danych w celu zrozumienia metabolizmu komórkowego jest bardzo trudne. RENAISSANCE rozwiązuje ten problem poprzez precyzyjne łączenie różnorodnych typów danych, co prowadzi do bardziej dokładnych modeli funkcjonowania komórek. Te modele przedstawiają szczegółowe interakcje i zmiany molekuł wewnątrz komórek, wyjaśniając, jak substancje zamieniają się w energię oraz inne ważne produkty z biegiem czasu.

Naukowcy wykorzystali RENAISSANCE do badania zmian metabolizmu Escherichia coli. Wyniki były imponujące; modele stworzone przez sztuczną inteligencję dokładnie odpowiadały danym eksperymentalnym, ukazując, jak bakterie dostosowywały swój metabolizm w bioreaktorze. Co ważne, modele te pozostawały spójne nawet przy zmianach genów bakterii lub ich środowiska, co wskazuje na ich niezawodność w przewidywaniu reakcji komórek w różnych sytuacjach.

Zobacz również:

Wczoraj · 15:27

USA przodują w innowacjach AI, dystansując Chiny w rankingu Stanforda

Głównym problemem w tej dziedzinie jest to, że obecne techniki omiczne nie pokrywają wystarczającego zakresu. Miskovic wskazuje, że metody, które mamy obecnie, są w stanie zidentyfikować i zmierzyć tylko ograniczoną liczbę metabolitów i białek, co utrudnia pełne zrozumienie funkcjonowania komórek. RENAISSANCE rozwiązuje ten problem poprzez łączenie danych omicznych z dodatkowymi informacjami, takimi jak skład otaczającego środowiska, parametry fizyczne i chemiczne oraz wiedza ekspertów. Takie podejście uzupełnia brakujące dane i pomaga naukowcom mierzyć wcześniej nieznane szczegóły wewnątrz komórek, takie jak tempo procesów metabolicznych i ilości różnych metabolitów.

RENAISSANCE jest łatwy w obsłudze i działa wydajnie, co czyni go przydatnym nie tylko dla biologów obliczeniowych, ale także dla wielu innych naukowców. Jego prostota prawdopodobnie zachęci do większej współpracy między uniwersytetami a firmami, co może przyspieszyć powstawanie nowych terapii i technologii. Narzędzie to potrafi przewidywać zmiany metaboliczne spowodowane chorobą lub innymi czynnikami, co obiecuje istotny postęp w badaniach medycznych i biotechnologii.

RENAISSANCE to znaczący krok naprzód w badaniach i zrozumieniu metabolizmu komórkowego. Oferuje potężne narzędzia dla naukowców z różnych dziedzin. Korzyści płynące z tego projektu wykraczają poza sferę akademicką i mogą wkrótce wpłynąć na zdrowie i przemysł.