Un'IA ha scoperto un "mondo nuovo" nelle cellule umane sconosciuto alla scienza

Un'IA ha scoperto un 'mondo nuovo' nelle cellule umane sconosciuto alla scienza
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La cellula rappresenta l’unità fondamentale degli esseri viventi. Al suo interno avvengono una miriade di reazioni chimiche, che determinano le funzioni degli organismi. Innumerevoli studi sono stati condotti per svelare i segreti della vita, ma, secondo i calcoli di un’IA, metà delle componenti delle nostre cellule non sono state ancora scoperte.

Un team di ricerca bioinformatico, sfruttando l’intelligenza artificiale, ha progettato una tecnica capace di creare una mappa del contenuto delle cellule. Una precedente ricerca arrivò addirittura a scoprire un metodo per vedere l’attività delle cellule.

"Gli scienziati hanno capito da tempo che ciò che non sappiamo è più di quanto sappiamo, ma ora abbiamo finalmente un modo per guardare più in profondità" ha dichiarato Trey Ideker, bioinformatico dell'Università della California a San Diego.

Le tecniche di indagine odierna si basano sull’utilizzo associato di microscopi e colorazioni specifiche per identificare e monitorare le componenti cellulari, oltre a tecniche avanzate per analizzare anche le singole proteine.

Stiamo parlando di procedimenti atti a studiare componenti nell’ordine di micrometri e nanometri. L’ostacolo è quello di ottimizzare questi metodi di indagine per meglio comprendere struttura e disposizione delle componenti cellulari.

Come è possibile fare ciò? "Si scopre che puoi farlo con l'intelligenza artificiale, esaminando i dati da più fonti e chiedendo al sistema di assemblarli in un modello di una cellula" spiega Ideker.

All’IA, dotata di un sistema di apprendimento automatico, sono state sottoposte immagini prelevate da un database proteico denominato Human Protein Atlas ed una serie di mappe che descrivono le interazioni proteiche. Il compito del sistema era quello di effettuare calcoli per valutare e rappresentare la disposizione e la distanza tra i complessi proteici, coadiuvando l’indagine di componenti micrometriche e nanometriche, così da identificare l’ecostruttura cellulare universale.

Il risultato ottenuto dall’algoritmo mostra l’identificazione di 70 complessi proteici, la metà dei quali sono sconosciuti alla scienza e non sono mai stati documentati dalla letteratura scientifica. In questo miscuglio di “proteine ignote” è stata identificata una struttura mai vista, a cui i ricercatori attribuiscono funzioni nei processi di proteogenesi.

Il resto delle proteine identificate sembra presentare un ampio range di funzioni, dal trasporto transmembrana, all’organizzazione cromosomica, fino a complessi proteici “pseudo-ribosomiali” il cui compito è produrre proteine.

In merito all’approccio e alla natura pionieristica dello studio, Yue Qin, bioinformatico dell'UC San Diego, ha dichiarato "La combinazione di queste tecnologie è unica e potente perché è la prima volta che vengono riunite misurazioni su scale molto diverse" e, riferendosi all’azione della nuova tecnica di indagine, denominata MuSIC, ne ha confermato la capacità di aumentare "la risoluzione dell'imaging dando alle interazioni proteiche una dimensione spaziale, aprendo la strada per incorporare diversi tipi di dati in mappe cellulari a livello di proteoma".

Ovviamente è necessario fare un passo indietro prima di tuffarsi in questo “magico mondo delle meraviglie” apparentemente preannunciato dalla metodica. Gli scienziati, infatti, fanno notare che la ricerca è ancora nelle sue fasi preliminari e si è dedicata a convalidare il metodo, esaminando una sola linea cellulare di tipo renale, anche se gli scienziati hanno intenzione di approfondire lo studio su una vasta gamma di linee cellulari.

Ciò detto, il sistema possiede un potenziale inimmaginabile, dalla portata affine alla creazione di una cellula artificiale capace di dividersi, soprattutto in relazione alla possibilità di comprendere le caratteristiche molecolari delle patologie che minano la salute umana.

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