Нейросеть IRIS научилась предсказывать развитие стволовых клеток

В процессе роста организма стволовые клетки превращаются в ткани сердца, мозга или мышц под воздействием внешних химических сигналов. Ранее биологи были вынуждены изучать влияние каждого такого сигнала отдельно, что требовало огромных временных затрат. Команда под руководством Пулина Ли и Николаса Хатчинса обнаружила, что каждый путь передачи информации оставляет уникальный след в активности генов, который и научилась считывать нейросеть.

Модель обучили на данных тысяч человеческих клеток, подвергшихся воздействию шести базовых сигнальных путей. Эффективность системы подтвердили на эмбрионах мышей в период гаструляции: IRIS точно определила этапы формирования жизненно важных органов. В качестве проверки ученые успешно применили технологию для выявления сигналов, необходимых при создании клеток легких.

Разработка открывает путь к более эффективному созданию органоидов — миниатюрных моделей реальных органов. Авторы уверены, что это поможет в изучении таких патологий, как астма или фиброз, и ускорит поиск методов регенерации тканей. Использование принципа переноса обучения позволяет модели распознавать клеточные сигналы даже в тех биологических типах, которые ранее не подвергались детальному анализу.