Tehnologia SPARCS îmbină inteligența artificială cu microscopie pentru analiza celulelor
O nouă tehnologie promite să permită investigarea mai aprofundată a modului în care genele individuale determină aspectul și comportamentul celulelor.
Cercetătorii, coordonați de profesorul Veit Hornung de la Centrul de Gene al LMU și profesorul Matthias Mann de la Institutul Max Planck de Biochimie din Martinsried, împreună cu profesorul Fabian Theis de la Helmholtz Munich, au dezvoltat SPARCS, o tehnologie ce combină inteligența artificială cu microscopie și screening genetic. Aceasta le permite cercetătorilor să analizeze milioane de celule modificate genetic pentru caracteristici vizuale complexe și să izoleze selectiv celulele de interes. Astfel, efectele celulare pot fi corelate cu modificările genetice care le cauzează. Rezultatele au fost publicate în revista Cell.
Cercetătorii au utilizat inteligența artificială pentru a analiza imagini microscopice ale unui total de 70 de milioane de celule pentru a identifica schimbările cauzate de modificările genetice. Într-un experiment inițial de dovadă a conceptului la nivel genomic, au investigat autofagia – un proces celular important de reciclare.
SPARCS a identificat o proporție semnificativă din genele deja cunoscute ca reglatori ai formării autofagosome, descoperind totodată și gene suplimentare implicate în acest proces.
De asemenea, cercetătorii au studiat STING, un senzor cheie al sistemului imunitar înnăscut. Au descoperit că aciditatea aparatului Golgi este importantă pentru transportul precoce al STING în interiorul celulei. Proteina GPHR influențează acest nivel de pH și, prin urmare, activarea ulterioară a senzorului imunitar. Deoarece celulele selectate sunt izolate intact, cercetătorii au putut analiza apoi compoziția lor proteică prin spectrometrie de masă, permițându-le să caracterizeze cu precizie efectele modificărilor genetice la nivel molecular.
În ansamblu, studiul a demonstrat cum combinația dintre inteligența artificială și screeningul genetic bazat pe imagini la scară largă deschide noi oportunități pentru a investiga sistematic genele și a avansa descoperirile biologice, afirmă cercetătorii.
