Kan Kök Hücrelerindeki Yaşlanmayı Saptayan Yapay Zeka Geliştirildi: Gençleştirici İlaçların Önü Açılabilir
Yaşlanma yalnızca yüzümüzde ve saçımızda değil, kanımızı üreten hücrelerin en derin katmanında da iz bırakıyor. İspanya'nın Barselona kentindeki bilim insanları, bu izi mikroskop görüntülerinden okuyabilen bir yapay zeka geliştirdi. Sistem, kan kök hücrelerinin genç mi yaşlı mı olduğunu DNA'nın hücre çekirdeğindeki dizilişine bakarak ayırt edebiliyor. Araştırmacılar, yöntemin ileride hücreleri gençleştirmeyi hedefleyen ilaçların taranmasında kullanılabileceğini düşünüyor.
Kaynak: ISGlobal
Yapay zeka, insan gözünün kaçırdığı farkı DNA'nın dizilişinde yakaladı
Kemik iliğinde bulunan kan kök hücreleri, hayatımız boyunca kırmızı kan hücrelerinden bağışıklık hücrelerine kadar kanımızdaki tüm hücreleri üretiyor. Yaş ilerledikçe bu üretim düzeni yavaşlıyor; vücudun yeterli ve sağlıklı kan hücresi yenileme kapasitesi düşüyor. Bu nedenle bilim insanları, kök hücrelerin ne zaman ve nasıl yaşlandığını erken fark etmenin yollarını uzun süredir arıyor.
Barselona'daki Bellvitge Biyomedikal Araştırma Enstitüsü (IDIBELL), Barselona Süperbilgisayar Merkezi ve Barselona Küresel Sağlık Enstitüsü'nden (ISGlobal) araştırmacılar bu soruya yapay zekayla yanıt aradı. Maria Carolina Florian ve Paula Petrone'nin yönettiği çalışma, Aging Cell dergisinde yayımlandı. Ekip geliştirdiği araca ChromAgeNet adını verdi.
Araştırmacılar genç ve yaşlı farelerden alınan kök hücrelerin çekirdeklerini üç boyutlu olarak görüntüledi. Görüntülerde DNA'yı mavi renkte gösteren, laboratuvarlarda yaygın kullanılan ve oldukça ucuz bir boya tercih edildi. Ardından görüntü analizi için tasarlanmış bir derin öğrenme modeli bu karelerle eğitildi.
Sonuç dikkat çekici: Model, hücrelerin kabaca 10'da 7'sini genç ya da yaşlı olarak doğru sınıflandırdı ve önceden tanımlanmış ölçütlerle çalışan klasik yöntemlerin önüne geçti. Ekibin vurguladığı nokta şu: Kök hücre yaşlanması her hücrede aynı hızda ilerlemiyor ve çekirdekteki değişimler mikroskop altında çıplak gözle fark edilemeyecek kadar ince olabiliyor.
Genç hücrelerde DNA çekirdeğin kenarında sıkı duruyor, yaşlılarda dağılıyor
Hücre çekirdeğindeki DNA, rastgele bir yığın halinde durmuyor; proteinlerle birlikte sarılıp paketlenerek kromatin denen bir yapı oluşturuyor. Bunu dikkatle sarılmış bir yün yumağına benzetmek mümkün. Yumağın nasıl sarıldığı, hangi genlerin ne zaman okunacağını da etkiliyor.
Yapay zeka, kararlarını hangi ayrıntılara dayanarak verdiğini de gösterebiliyor. Bu sayede araştırmacılar modelin neye baktığını izleyebildi. Genç hücrelerde sıkı paketlenmiş DNA'nın çekirdeğin kenarında düzenli biçimde toplandığı, yaşlı hücrelerde ise bu düzenin dağıldığı görüldü. Kromatindeki düzensizliğin artması ve çekirdek içindeki yoğun kümelerin değişmesi de yaşlanmanın işaretleri arasında öne çıktı.
Ekip, aracı bir adım daha ileri taşıyarak yaşlı hücreleri genlerin çalışma biçimini etkileyen bazı ilaçlarla tedavi etti. Yapay zeka, bu ilaçların bir kısmının DNA dizilişini gençlere özgü düzene yaklaştırdığını tespit etti. Araştırmacılara göre yöntem, gençleştirici etkisi olabilecek çok sayıda bileşeni hızlıca taramak için kullanılabilir. Yine de önemli bir uyarı var: DNA'nın genç bir hücredeki gibi görünmesi, hücrenin işlevini de geri kazandığı anlamına gelmiyor.
Çalışma şimdilik farelerde yapıldı. Florian, aracı geliştirmeye ve insan kök hücrelerine uyarlamaya çalıştıklarını, hedeflerinin yeni ilaçları değerlendirmek olduğunu belirtiyor. Ekip, yazılımın kodunu ve üç boyutlu hücre görüntülerinden oluşan veri setini de dünyadaki diğer araştırmacıların kullanımına açtı.
Keşfet ile ziyaret ettiğin tüm kategorileri tek akışta gör!
Test
Gündem
Magazin
Video
Bu içerikler de ilginizi çekebilir:
Bilim İnsanları Paranın Biyolojik Yaşlanmayı Yavaşlatabileceğini Gördü
Bilim İnsanları Açıkladı: Vücut Bu Yaşlarda Daha Hızlı Yaşlanıyor
Yorum Yazın