**تحولی نوین در کشف ناهنجاریهای کروموزومی با ابزار هوش مصنوعی**
پژوهشگران گروه کوربل در EMBL هایدلبرگ به تازگی از ابزاری هوش مصنوعی رونمایی کردهاند که امکان بررسی دقیق چگونگی ایجاد ناهنجاریهای کروموزومی را فراهم میآورد. این ناهنجاریها که نقش اساسی در فرآیند سرطانی شدن سلولها دارند، به دلیل انباشت خطاهای ژنتیکی و از دست دادن کنترل بر روی رشد طبیعی سلولها به وجود میآیند.
یان کوربل، دانشمند ارشد EMBL و نویسنده مسئول این تحقیق که در مجله Nature به چاپ رسیده، تمایل پژوهشگران را برای درک عواملی که احتمال بروز این تغییرات را تعیین میکند، بیان کرده است. او خاطرنشان کرد که ناهنجاریهای کروموزومی میتوانند منجر به بروز سرطانهای تهاجمی و عواقب جدی از جمله متاستاز و مقاومت به درمان شوند.
تئودور بووری، دانشمند آلمانی، بیش از یک قرن پیش ارتباط میان کروموزومهای غیرطبیعی و سرطان را مطرح کرده بود، اما شناسایی این سلولها همواره با دشواری مواجه بوده است. دستیابی به این اطلاعات کمتر و معمولاً در شرایط انتخاب طبیعی، تحقیق را پیچیده کرده است.
مارکو کوزنزا، پژوهشگر گروه کوربل با بهرهگیری از همکاریهای بینالمللی، موفق به طراحی سیستمی خودکار به نام MAGIC شد. این سیستم به طور اتوماتیک از ترکیب میکروسکوپی، توالیسنجی تکسلولی و هوش مصنوعی برای شناسایی سلولهای دارای ریزهسته استفاده میکند. وجود ریزهستهها نشاندهنده احتمال بالای ناهنجاریهای کروموزومی و سرطانی شدن سلولها است.
تاکید کوزنزا بر این است که پروژه MAGIC نه تنها شامل علاقهمندیهای شخصی او به ژنومیک و تصویربرداری میکروسکوپی بوده، بلکه در زمانهای قرنطینه به عنوان فرصتی برای یادگیری و به کارگیری فناوریهای نوین نیز محسوب میشود.
نحوه کار این سیستم شامل چهار مرحله است: ثبت تصاویر نمونههای سلولی، اسکن تصاویر با الگوریتم یادگیری ماشین، نشانهگذاری سلولهای شناسایی شده با تابش نور و در نهایت جداسازی این سلولها برای تحلیلهای دقیقتر. این فرآیند که قبلاً به صورت دستی و زمانبر انجام میشد، اکنون قادر است در یک روز نزدیک به ۱۰۰ هزار سلول را مورد بررسی قرار دهد. این دستاورد میتواند به تحولاتی عمده در تحقیقات مربوط به ناهنجاریهای کروموزومی و درک بهتر فرآیند سرطانی شدن سلولها منجر شود.محققان بررسیهایی درباره کشتشدههای مشتقشده از سلولهای طبیعی انسانی انجام دادند که نتایج آن نشان داد بیش از ۱۰ درصد از تقسیمهای سلولی بهطور خودبهخودی به نوعی ناهنجاری کروموزومی منجر میشود. در این میان، مشخص شد که در صورت وقوع جهش در ژن p۵۳—یکی از معروفترین ژنهای سرکوبگر تومور—این نرخ به تقریباً دو برابر افزایش مییابد.
در این مطالعه، عوامل دیگری نیز مورد بررسی قرار گرفت، از جمله مکان و نوع شکستگیهای دو رشتهای DNA در کروموزومها. این پروژه نتیجه همکاری چندین گروه پژوهشی در EMBL و سایر مراکز، از جمله مرکز میکروسکوپی پیشرفته نوری (ALMF) و تیم پپِرکُک در EMBL هایدلبرگ، گروه ایسیدرو کورترس-سیرینو در EMBL-EBI، و تیم آندریاس کولوزیک در مرکز تحقیقات سرطان آلمان (DKFZ) است که زیرمجموعه واحد شراکت پزشکی مولکولی (MMPU) با دانشگاه هایدلبرگ به شمار میآید.
ابزار MAGIC بهعنوان یک سیستم انعطافپذیر و قابلانطباق معرفی شده است. در این تحقیق، الگوریتمی برای شناسایی ریزهستهها آموزش دیده، اما این سیستم بهطور کلی قادر است بر روی هر ویژگی سلولی قابل مشاهده نیز آموزش ببیند. کوربل بیان کرد: «تا زمانی که ویژگیای وجود داشته باشد که بتوان آن را از سلولهای عادی تشخیص داد، هوش مصنوعی میتواند آن را بیاموزد. بنابراین، این سیستم میتواند به کشفیات آینده در زمینههای مختلف زیستشناسی کمک کند.»
منبع: scitechdaily
کد مطلب: ۵۸۳۲۳
