KI und Mikroskopie ermöglichen detaillierte Genanalyse in Zellen
Forscher der LMU München haben eine neue Technologie namens SPARCS entwickelt, die künstliche Intelligenz und Mikroskopie kombiniert, um zelluläre Gene im großen Maßstab zu untersuchen.
Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben gemeinsam mit Partnern vom Max-Planck-Institut und Helmholtz Munich eine neue Methode zur Untersuchung zellulärer Gene entwickelt. Die Technologie SPARCS (Scalable Phenotypic Assay Recovery and Characterization System) erlaubt es, die Funktion von Genen aufzudecken, indem sie das Aussehen und Verhalten von Millionen von Zellen analysiert.
SPARCS integriert künstliche Intelligenz (KI) mit Mikroskopie und genetischem Screening. Dies ermöglicht es, genetisch veränderte Zellen anhand komplexer visueller Merkmale zu identifizieren und anschließend gezielt zu isolieren. So können die durch Gene verursachten zellulären Veränderungen präzise den verantwortlichen Genen zugeordnet werden.
In einer ersten Anwendungsstudie analysierte die KI Mikroskopiebilder von 70 Millionen Zellen, um genetisch bedingte Veränderungen zu untersuchen. Untersucht wurden unter anderem die zelluläre Recyclingfunktion Autophagie und der Immun-Sensor STING. Die Methode identifizierte bekannte und neue Gene, die die Autophagie regulieren.
Die isolierten Zellen konnten anschließend mittels Massenspektrometrie analysiert werden, um die molekularen Auswirkungen der genetischen Veränderungen zu charakterisieren. Die Forscher sehen in dieser Kombination aus KI-gestütztem Screening und Mikroskopie erhebliche Potenziale für die zukünftige biologische Forschung und die Entdeckung neuer Gene.