تصف أدوات الذكاء الاصطناعي حالة التمثيل الغذائي الخلوي بدقة
الكاتب：Eve Cole
وقت التحديث：2024-11-22 19:00:01
مجلة Science and Technology Daily، بكين، 3 سبتمبر (المراسل Zhang Mengran) أنشأ فريق بقيادة Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne في سويسرا أداة تعتمد على الذكاء الاصطناعي RENAISSANCE يمكنها الجمع بين أنواع مختلفة من بيانات الخلايا لوصف الحالة الأيضية للخلايا بدقة. وبالتالي مساعدة الناس على فهم وظيفة الخلية بشكل أكثر دقة. النهضة هي تقدم كبير في علم الأحياء الحسابي، وفتح آفاقا جديدة للبحوث الصحية والابتكار في مجال التكنولوجيا الحيوية. تولد البيولوجيا الحديثة مجموعات واسعة من البيانات حول الأنشطة الخلوية المختلفة. توفر مجموعات البيانات هذه نظرة ثاقبة للوظائف الخلوية المختلفة، مثل نشاط الجينات ومستويات البروتين. ومع ذلك، فإن دمج وفهم مجموعات البيانات هذه لفهم عملية التمثيل الغذائي الخلوي كان تحديًا صعبًا. توفر النماذج الحركية طريقة جديدة لتفسير البيانات المعقدة من خلال التعبيرات الرياضية لعملية التمثيل الغذائي الخلوي. وهي بمثابة خرائط تفصيلية لكيفية تفاعل الجزيئات وتحولها داخل الخلايا، وكيفية تحويل المادة إلى طاقة ومنتجات أخرى بمرور الوقت. استخدم الفريق هذه المرة تقنية RENAISSANCE لإنشاء نموذج حركي يعكس بدقة السلوك الأيضي للإشريكية القولونية. نجحت الأداة في إنشاء نموذج يطابق السلوك الأيضي الذي تمت ملاحظته تجريبيًا، ويحاكي كيفية ضبط البكتيريا لعملية التمثيل الغذائي بمرور الوقت في مفاعل حيوي. وأظهرت الدراسة أيضًا أن النموذج الديناميكي يمكنه الحفاظ على الاستقرار حتى عند تعرضه للانزعاج بسبب الظروف الوراثية والبيئية. يتنبأ النموذج بشكل موثوق بالاستجابات الخلوية لسيناريوهات مختلفة، وبالتالي تعزيز فائدته العملية في التطبيقات البحثية والصناعية. وقال الفريق إن عمليات التمثيل الغذائي والبروتينات لا يمكنها اكتشاف وقياس سوى عدد محدود من المستقلبات والبروتينات، مما قد يؤدي إلى عدم كفاية تغطية البيانات. يمكن لتقنيات النمذجة التي تدمج وتنسق البيانات من مصادر مختلفة أن تعالج هذا القيد وتعزز فهم الأنظمة الحية بأكملها. ومن منظور طويل المدى، فإن قدرة RENAISSANCE على محاكاة عملية التمثيل الغذائي الخلوي بدقة لها أهمية كبيرة، فهي توفر أداة قوية للبشر لدراسة التغيرات الأيضية وتساعد في تطوير علاجات وتقنيات حيوية جديدة.
