20 kwietnia 2022

Czy wiesz, że...

Podręczniki biologii będzie trzeba napisać na nowo. Analizy biochemiczne wykazały, że komórki zawierają dwa razy więcej struktur niż do tej pory sądzono. Odkrycie zawdzięczamy sztucznej inteligencji.

Naukowcy od dawna wiedzieli, że komórki mają bardziej złożoną budowę, niż ta opisywana w podręcznikach do biologii. Teraz w końcu udało nam się zajrzeć w głąb komórek i odkryć zupełnie nowe struktury – mówi prof. Trey Ideker z wydziału medycznego Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. To jeden z autorów odkrycia, którego szczegóły opublikowano w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Nature”.

Nie wszystko w komórkach można zobaczyć pod mikroskopem

Wiedza o tym, z czego zbudowane są nasze komórki, to podstawa biologii. Zakłócenia w pracy np. jądra komórkowego czy mitochondriów prowadzą do poważnych chorób. Dlatego cytologia, czyli nauka o budowie komórek, jest kluczowa m.in. dla rozwoju medycyny.

Nasza informacje na ten temat pochodzą z dwóch głównych źródeł. Pierwsze to obserwacje mikroskopowe, które najczęściej wymagają zabicia komórki i wybarwienia jej składników różnymi związkami chemicznymi. Takie podejście ogranicza możliwość zdobycia dokładnych danych. Poza tym przez mikroskopy trudno dostrzec struktury mniejsze niż mierzące mikrometr (milionową część metra, czyli tysięczną część milimetra).

Drugie źródło, pozwalające na badanie struktur o wielkości mierzonej w nanometrach (miliardowych częściach metra, czyli milionowych częściach milimetra), to badania biochemiczne. Dzięki stosowaniu metod takich jak specyficzne przeciwciała, naukowcy mogą poznać strukturę i rozmieszczenie tych elementów komórki, których nie widać pod mikroskopem. Najczęściej są to poszczególne białka lub kompleksy białkowe.

Sztuczna inteligencja odkrywa nowe struktury w komórkach

– Jak w badaniach przejść ze skali mikrometrów do nanometrów? Przez długi czas biologia nie umiała sobie z tym poradzić. Pomogło dopiero zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji – wyjaśnia prof. Ideker.

Algorytm odkrył dwa razy więcej elementów komórki niż do tej pory opisano

Algorytm MuSIC znalazł w komórkach nerki ok. 70 elementów składowych. Aż połowa z nich to struktury, których nauka wcześniej nie znała. Znalazł się wśród nich m.in. kompleks białkowy zajmujący się obróbką nici RNA. Te cząsteczki odgrywają kluczową rolę w syntezie białek w komórkach. Są też wykorzystywane w nowoczesnych szczepionkach, np. na COVID-19.

https://www.focus.pl/artykul/sztuczna-inteligencja-pokazala-jak-malo-wiemy-o-budowie-komorek-nie-znamy-az-polowy-ich-elementow-skladowych-211124115113