هوش مصنوعی راز شکل‌گیری سرطان را کشف کرد

نور نیوز- گروه اجتماعی :  سرطان فقط مربوط به ژن‌های شکسته نیست، بلکه ساختار شکسته نیز به این بیماری منجر می‌شود. شهری را تصور کنید که جاده‌های آن ناگهان ناپدید می‌شوند و محله دسترسی به سرویس‌های حیاتی را از دست می‌دهد. هنگامیکه ساختار سه بعدی دی ان ای فروپاشی می‌شود، این اتفاق داخل سلول‌ها می‌افتد.

مارتین ریواس یک محقق سرطان در مرکزی متعلق به دانشکده پزشکی میامی میلر در پژوهش نشان داد حتی اختلالات نامحسوس در ساختار ژنوم ممکن است افراد را به ابتلاء به لنفوم مستعد کند. این یافته چشم انداز جدیدی از درک و درمان سرطان‌های خون فراهم می‌کند.

براساس این پژوهش پروتئین‌هایی مانند SMC۳ و CTCF نمی‌توانند دی ان ای را تشخیص دهند. آنها با حفظ حلقه‌هایی که کلیدهای ژن را به ژن‌های کنترل متصل می‌کند از ابتلاء به سرطان اجتناب می‌کنند. از دست دادن حتی نیمی از این پروتئین‌ها سبب می‌شود حلقه از بین برود و ژن‌های حیاتی برای سرکوب تومور خاموش شوند.

ریواس در این باره می‌گوید: ما از مدت‌ها قبل می‌دانستیم جهش‌ها عامل سرطان هستند. اما این تحقیق نشان می‌دهد ساختار یعنی شیوه پیچش دی ان ای نیز عامل مهمی است. این امر مانند از دست دادن نقش یک ساختمان هنگام احداث آن است.

بر همین اسال محققان از تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی برای تفسیر مخازن داده وسیع از نقشه‌های Hi-C، توالی آر ان ای تک سلولی و پروفایل‌های اپی ژنیک استفاده و الگویی جالب را کشف کردند.

کاهش نسبی ژن‌های SMC۳ یا CTCF (هاپلوانسافی‌شانسی) کل ساختار ژنوم را از بین نمی‌برد، بلکه حلقه‌های تقویت‌کننده سیم‌کشی‌ای که ژن‌های سرکوبگر تومور مانند Tet۲، Kmt۲d و Dusp۴ را فعال نگه می‌دارد، می‌فرساید.

سلول‌های بی بدون حلقه‌ها در تصمیم گیری به چالش برمی خورند و نمی‌توانند به سلول‌های پلاسما تبدیل شوندو همین امر زمینه‌ای مناسب برای بروز بدخیمی ایجاد می‌کند.

ابزارهای هوش مصنوعی به یکپارچه‌سازی این لایه‌های پیچیده داده کمک کردند و نشان دادند چگونه تغییرات معماری در ژنوم، امواجی در بیان ژن و سرنوشت سلول ایجاد می‌کند. ریواس در این باره می‌گوید: در اینجا زیست‌شناسی محاسباتی می‌درخشد. هوش مصنوعی به ما امکان داد الگوهایی را ببینیم که برای چشم انسان نامرئی‌اند، به طور دقیق‌تر این فناوری به ما کمک می‌کند ببینیمچگونه از دست دادن تنها یک نسخه از یک ژن، کل چشم‌انداز سه‌بعدی را بازآرایی می‌کند.

یافته‌های این تحقیق فقط نظری نیستند. بیماران دچار لنفوم سلول بی بزرگ منتشر(DLBCL)که بیان ژن SMC۳ در آنها پایین‌تر است، وضعیت بدتری دارند. این امر نشان می‌دهد معماری ژنوم فقط می‌تواند به عنوان یک نشانگر زیستی برای پیش آگهی مطرح شود.