人類有大約400種“氣味感應(yīng)”基因，它們以多種方式激活，從而使我們聞到自己聞到的各種氣味。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些基因在鼻子以外的身體其他部位表達(dá)，它們的作用以前仍然是個(gè)謎?，F(xiàn)在， 一項(xiàng)新的研究 發(fā)表在《分子系統(tǒng)生物學(xué)》上。 研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌細(xì)胞顯示某些嗅覺(jué)基因“表達(dá)”的患者更有可能出現(xiàn)較差的預(yù)后，尤其是那些患有較嚴(yán)重癌癥的患者。

的 表達(dá) 的基因的是，當(dāng)被存儲(chǔ)在我們的DNA中的信息被轉(zhuǎn)換為指示用于制備蛋白質(zhì)或其它分子。基因表達(dá)可以充當(dāng)開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)，以控制何時(shí)制造蛋白質(zhì)以及制造多少蛋白質(zhì)。因此，這些嗅覺(jué)基因的表達(dá)意味著正在使用這些特定基因的指令?？梢酝ㄟ^(guò)稱為“擾動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)技術(shù)降低基因的水平，以研究基因在細(xì)胞中的作用。

在研究癌癥的發(fā)展時(shí)，要注意的關(guān)鍵是人體組織中的細(xì)胞組織。 生物醫(yī)學(xué)工程研究所的亨利·威爾康爵士研究研究員， 研究的 主要作者 赫巴·塞勒姆博士以及蘇黎世大學(xué)的Jens Rittscher教授和Lucas Pelkmans教授解釋說(shuō)：“癌癥的特征通常是組織結(jié)構(gòu)的喪失，可以由某些基因改變或壓力驅(qū)動(dòng)。了解哪些基因在此過(guò)程中起作用至關(guān)重要，以便能夠開(kāi)發(fā)出針對(duì)癌癥發(fā)展的療法。”

研究人員使用了包括計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法在內(nèi)的多層人工智能，以檢測(cè)細(xì)胞外觀和組織的變化。與蘇黎世大學(xué)的研究人員合作，從機(jī)器人顯微鏡中獲取了該算法的信息，以對(duì)數(shù)百萬(wàn)個(gè)結(jié)腸癌細(xì)胞進(jìn)行成像。

在發(fā)現(xiàn)每個(gè)結(jié)腸癌細(xì)胞中每個(gè)基因的干擾(或表達(dá)降低)后，研究發(fā)現(xiàn)嗅覺(jué)基因與細(xì)胞如何相互擴(kuò)散和排列緊密相關(guān)。減少嗅覺(jué)基因的表達(dá)可以抑制細(xì)胞擴(kuò)散，這可能是通過(guò)限制細(xì)胞的移動(dòng)能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在關(guān)鍵癌癥基因的擾動(dòng)中也觀察到相同的行為。相反，具有更高水平的這些基因可能會(huì)增加細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性。

賽勒姆博士說(shuō)：“這就像激活第六種感覺(jué)，使癌細(xì)胞能夠在有毒的腫瘤環(huán)境之外聞到自己的氣味，這可能導(dǎo)致癌癥擴(kuò)散到身體的其他部位，并使患者情況變得更糟。”

人工智能對(duì)于加快這項(xiàng)研究的速度和效率至關(guān)重要。使用關(guān)于數(shù)十年來(lái)收集的基因功能的知識(shí)百科全書(shū)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行培訓(xùn)，并使計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別圖像中的細(xì)胞模式。以前，這種類型的研究將依靠人類專家識(shí)別細(xì)胞外觀變化示例的較慢且昂貴的方法。

賽勒姆博士說(shuō)：“使用發(fā)達(dá)的AI系統(tǒng)，我們現(xiàn)在可以從這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)到更多信息，并加快識(shí)別改變癌癥組織結(jié)構(gòu)的基因的速度。” 現(xiàn)在，通常使用基因編輯技術(shù)CRIPSR(聚簇的規(guī)則間隔的短回文重復(fù)序列)來(lái)減少大約20,000個(gè)基因中的每個(gè)基因水平，以研究該基因水平的變化如何影響癌細(xì)胞的行為。

與CRISPR等基因編輯技術(shù)的發(fā)展并行，這項(xiàng)研究可以為鑒定不同癌癥類型的基因功能提供新途徑，這對(duì)于癌癥治療和理解癌癥的發(fā)展至關(guān)重要。