เครื่องมือ AI อธิบายสถานะการเผาผลาญของเซลล์ได้อย่างแม่นยำ
ผู้เขียน：Eve Cole
เวลาอัปเดต：2024-11-22 19:00:01
Science and Technology Daily, ปักกิ่ง, 3 กันยายน (ผู้สื่อข่าว Zhang Mengran) ทีมที่นำโดย Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ในสวิตเซอร์แลนด์ ได้สร้างเครื่องมือที่ใช้ AI เป็นหลัก RENAISSANCE ซึ่งสามารถรวมข้อมูลเซลล์ประเภทต่างๆ เพื่ออธิบายสถานะการเผาผลาญของเซลล์ได้อย่างแม่นยำ จึงช่วยให้ผู้คนเข้าใจการทำงานของเซลล์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น RENAISSANCE เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านชีววิทยาคอมพิวเตอร์ โดยเป็นการเปิดช่องทางใหม่สำหรับการวิจัยด้านสุขภาพและนวัตกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ ชีววิทยาสมัยใหม่สร้างชุดข้อมูลจำนวนมหาศาลเกี่ยวกับกิจกรรมของเซลล์ต่างๆ ชุดข้อมูลเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์ต่างๆ เช่น กิจกรรมของยีนและระดับโปรตีน อย่างไรก็ตาม การบูรณาการและทำความเข้าใจชุดข้อมูลเหล่านี้เพื่อทำความเข้าใจเมแทบอลิซึมของเซลล์ถือเป็นความท้าทายที่ยากลำบาก แบบจำลองจลน์ศาสตร์เป็นวิธีใหม่ในการตีความข้อมูลที่ซับซ้อนผ่านการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ของเมแทบอลิซึมของเซลล์ โดยทำหน้าที่เป็นแผนที่โดยละเอียดว่าโมเลกุลโต้ตอบและเปลี่ยนรูปภายในเซลล์อย่างไร และสสารถูกแปลงเป็นพลังงานและผลิตภัณฑ์อื่นๆ อย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป คราวนี้ทีมงานใช้ RENAISSANCE เพื่อสร้างแบบจำลองจลนศาสตร์ที่สะท้อนพฤติกรรมการเผาผลาญของเชื้อ E. coli ได้อย่างแม่นยำ เครื่องมือนี้ประสบความสำเร็จในการสร้างแบบจำลองที่ตรงกับพฤติกรรมการเผาผลาญที่สังเกตได้จากการทดลอง โดยจำลองวิธีที่แบคทีเรียปรับการเผาผลาญเมื่อเวลาผ่านไปในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองไดนามิกสามารถรักษาเสถียรภาพได้แม้ว่าจะถูกรบกวนจากสภาวะทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมก็ตาม แบบจำลองนี้สามารถคาดการณ์การตอบสนองของเซลล์ต่อสถานการณ์ต่างๆ ได้อย่างน่าเชื่อถือ ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มประโยชน์ในทางปฏิบัติในการวิจัยและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม ทีมงานกล่าวว่าเมตาโบโลมิกส์และโปรตีโอมิกส์สามารถตรวจจับและระบุปริมาณของเมตาบอไลต์และโปรตีนได้ในจำนวนจำกัด ซึ่งอาจนำไปสู่การครอบคลุมข้อมูลไม่เพียงพอ เทคนิคการสร้างแบบจำลองที่บูรณาการและประสานข้อมูลจากแหล่งต่างๆ สามารถแก้ไขข้อจำกัดนี้และเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับระบบสิ่งมีชีวิตทั้งหมด จากมุมมองระยะยาว ความสามารถของ RENAISSANCE ในการจำลองการเผาผลาญของเซลล์อย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเป็นเครื่องมืออันทรงพลังสำหรับมนุษย์ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึม และช่วยพัฒนาวิธีการรักษาและเทคโนโลยีชีวภาพใหม่ๆ
