Syöte-AI-malli mahdollistaa solujen uudelleenohjelmoinnin

Westlaken yliopisto Kiinassa on yhdessä Alibaba Damo Academyn kanssa kehittänyt tekoälymallin nimeltä "Guiyuan", joka on suunniteltu ennustamaan kantasolujen kohtaloa ja auttamaan solujen uudelleenohjelmoinnissa. Tämä edistysaskel pyrkii ratkaisemaan pitkäaikaisen haasteen solujen toiminnan monimutkaisessa säätelyssä, joka on aiemmin vaatinut huomattavasti aikaa vieviä kokeita ja kokemukseen perustuvaa arviointia.

Malli hyödyntää "kaksoismuotoista koodausstrategiaa" analysoidakseen suuren määrän potentiaalisia yhdistelmiä – jopa lähes 4 miljoonaa – jotka tunnetaan vaikuttavan solujen kehitykseen. Näitä ovat pienmolekyylilääkkeet ja proteiinipohjaiset kasvutekijät. "Guiyuan" pyrkii ennakoimaan, mitkä yhdistelmät johtavat haluttuihin solujen kehitystiloihin, mikä voi lyhentää vuosia tai vuosikymmeniä kestävää kokeellista prosessia merkittävästi.

Perinteisesti kantasolujen uudelleenohjelmointi, jossa esimerkiksi ihosolut muutetaan monikykyisiksi kantasoluiksi, on ollut riippuvainen henkilökohtaisesta kokemuksesta ja toistuvasta yrityksestä ja erehdyksestä. "Guiyuan"-mallin avulla tutkijat voivat saada suosituksia tehokkaimmista yhdistelmistä ja ymmärtää niiden taustalla olevia biologisia mekanismeja. Tämä tekee prosessista ennakoitavamman ja tehokkaamman.

Tutkimusryhmä käytti mallia onnistuneesti tuottamaan korkealaatuisia alkeiskerroksen kaltaisia kantasoluja, jotka jäljittelevät luonnollisia varhaisen alkionsoluja. Nämä solut ovat tärkeitä alkionkehityksen ymmärtämisessä ja niillä voi olla sovelluksia esimerkiksi soluhoidoissa ja kudostekniikassa. Mallia on jo alettu soveltaa myös muihin tehtäviin, kuten Parkinsonin taudin hoitoon tarvittavien dopaminergisten hermosolujen esiasteiden tuottamiseen.