Az MI végre tudja, hogyan kapcsoljuk vissza a hibás géneket

A KAIST kutatói áttörést értek el a génhálózatok irányításában: egy algebrai módszerrel hatékonyan képesek helyreállítani a megváltozott sejtválaszokat, akár daganatos sejtekben is. Korábban a kutatások főként egyszerű inger-válasz rendszerek alapján próbálták irányítani a génműködést, de ez ma már kevés – a bonyolult génhálózatok pontos elemzése nélkülözhetetlen a célzott terápiák fejlesztéséhez.

Logikai hálók szuperszámítógépen

A Cho Kwang-Hyun vezette csapat először logikai áramköri rajzként, úgynevezett Boole-hálóként modellezi a sejten belüli gének kölcsönhatásait. Ezután „fenotípus tájkép”, azaz domborzati térképen ábrázolják, hogyan válik egy sejt válasza normálissá vagy kórossá. A szemi-tensor szorzat nevű matematikai módszerrel szimulálják, milyen változások lépnek fel, ha egy tetszőleges gént kiiktatnak vagy aktiválnak.

Bonyolultat egyszerűre: mit kapcsoljunk vissza?

A génirányító pontok megtalálása azonban óriási számítási igényű – például egyetlen immunsejtben több ezer, döntő jelentőségű gén kapcsolódik egymáshoz. Ezért a számításokat egy Taylor-közelítésnek nevezett eljárással egyszerűsítik, így gyorsan, számítógépes szimuláció nélkül is pontosan megmondhatják, hogy egy adott gén módosításával vissza lehet-e állítani a normális sejtválaszt.

Klinikai áttörés: daganat, immunsejt, precíziós orvoslás

A módszerrel sikerült a húgyhólyagráksejtek génhálózatában helyreállítani a hibás válaszokat, de immunsejt-differenciálódás során is megtalálták a döntő géneket. Ez a gyors, pontos MI-alapú elemzés a szokásos, többnapos szuperszámítógépes próbálgatásnál sokkal hatékonyabb. Ez a megközelítés utat nyithat a precíziós gyógyászat, a sejtterápiák és a valódi digitális ikersejtek fejlesztése előtt, amelyekben szabályozhatjuk a sejtsorsok alakulását is.

2025, adrienne, phys.org alapján