Scientias · Wetenschap

AI kan levensloop van cel reconstrueren

Amerikaanse onderzoekers hebben een AI-model ontwikkeld dat aan de genactiviteit van een cel kan aflezen welke chemische boodschappen ze eerder van buren ontving. Dit model kan voorspellen welk signaal ervoor zorgt dat een cel longweefsel wordt.

Het model, IRIS genaamd, herkent patronen van aan- en uitgezette genen die elk van de zes onderzochte boodschapsystemen achterlaten. Deze patronen blijven grotendeels hetzelfde, ongeacht het celtype dat de boodschap ontvangt, wat een eerdere aanname in de ontwikkelingsbiologie weerlegt.

Cellen bepalen hun rol door voortdurend chemische boodschappen uit te wisselen. Dit verkeer informeert de cel over zijn locatie, ontwikkelingsfase en toekomstige functie. Het IRIS-model kan dit verkeer achteraf 'uitlezen' om te zien hoe een weefsel is ontstaan.

IRIS werd getraind met duizenden menselijke stamcellen die werden blootgesteld aan verschillende signaalcombinaties. Vervolgens kon het model met succes voorspellen welke boodschappen actief waren in cellen uit muizenembryo's, waaronder cellen die spierweefsel of ruggenmerg zouden vormen.

Een belangrijke test was de voorspelling van het signaal dat nodig is om cellen richting longweefsel te sturen. Experimenten in muizenembryo's bevestigden deze voorspelling, wat de praktische waarde van de studie aantoont.

De mogelijkheid om de juiste signaalreeksen te kennen, maakt het mogelijk om deze in het laboratorium na te bootsen, wat kan leiden tot realistischere mini-organen.

Er zijn kanttekeningen: de training gebeurde met stamcellen in kweek, een vereenvoudigde omgeving vergeleken met een embryo. Bovendien zijn er meer dan de zes onderzochte boodschapsystemen, en de brede test is op muizen uitgevoerd, niet op menselijke embryo's.

AI-samenvatting op basis van de bron.