AI dapat membantu dalam deteksi dini penyakit. – Warungku Terkini

Ilmuwan Asia (16 Maret 2023) – Asam ribonukleat atau molekul RNA adalah zat organik kompleks yang hidup di dalam sel. Membuat protein untuk proses seluler. Ini terdiri dari empat blok bangunan dasar yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida diberi huruf kimia Adenin (A), Sitosin (C), Guanin (G), dan Urasil (U). Urutan huruf-huruf ini menentukan jenis protein yang dihasilkan.

RNA mengalami serangkaian modifikasi kimiawi yang mengubah keempat huruf ini. [A, C, G and U]sehingga mempengaruhi fungsi RNA atau bagaimana mereka diproses. Lebih dari 160 modifikasi RNA telah ditemukan. Yang paling umum—m6A—adalah kanker; Ini terkait dengan penyakit manusia seperti gangguan neurologis dan penyakit metabolisme.

Sains Sebuah tim peneliti dari Agency for Technology and Research (A*STAR) dan National University of Singapore (NUS) telah mengembangkan perangkat lunak bernama m6Anet yang dapat secara akurat memprediksi mutasi m6A dari data genetik. Prediksi akurat modifikasi RNA mirip m6A dapat membantu dalam deteksi dini penyakit terkait m6A. Studi ini diterbitkan. Metode alami.

Secara umum, Mendeteksi modifikasi RNA membutuhkan eksperimen yang memakan waktu yang tidak dapat diakses di sebagian besar laboratorium. Selain itu, Metode sebelumnya belum mampu mendeteksi m6A pada resolusi quasi-molekuler, sehingga penting untuk memahami mekanisme biologisnya.

Para peneliti mampu mengatasi keterbatasan ini dengan menerapkan pengurutan RNA Nanopor, teknik baru yang menggabungkan molekul RNA mentah dengan modifikasi RNA mereka. Mahasiswa PhD A*STAR Christopher Hendra dari Genome Institute of Singapore (GIS) dan NUS Data Science Institute mengembangkan perangkat lunak m6Anet menggunakan Python selama tiga tahun. Hendra juga merupakan penulis pertama studi tersebut.

Perangkat lunak ini menggunakan data sekuensing Nanopor RNA masif dan melatih jaringan saraf dalam untuk mendeteksi konten m6A secara akurat.

“Dalam pembelajaran mesin tradisional; Kami biasanya memiliki label untuk setiap contoh yang ingin kami bedakan. Misalnya, Apakah setiap gambar itu kucing atau bukan, algoritme belajar membedakan gambar kucing dari gambar lain berdasarkan labelnya, ”kata Hendra.

Masalah dalam mendeteksi m6A adalah banyak data yang tersedia, tetapi tidak ada label yang jelas.

“Bayangkan memiliki album foto besar dengan foto seekor kucing yang tersembunyi di antara jutaan foto lainnya, dan mencoba mengidentifikasi foto itu tanpa label apa pun untuk mendasari pencarian Anda. Untung, Ini telah dipelajari sebelumnya dalam literatur pembelajaran mesin dan dikenal sebagai masalah MIL,” ujarnya.

Dalam studi ini, Tim peneliti menunjukkan bahwa m6Anet dapat memprediksi konten m6A dengan akurasi tinggi pada resolusi molekul tunggal dengan memprediksi molekul dari garis sel manusia dan mendeteksi apakah molekul tersebut dimodifikasi. atau diperbarui.

“Perbandingan prediksi kami dengan apa yang kami harapkan menunjukkan kesepakatan yang sangat baik, menunjukkan bahwa kami dapat mengidentifikasi modifikasi m6A molekul tunggal,” kata Jonathan Göke, pemimpin laboratorium Computational Transcriptomics di A*STAR GIS dan penulis senior studi tersebut. Majalah Ilmuwan Asia. “Meskipun model AI kami hanya melihat data dari sampel manusia, itu dapat secara akurat mengidentifikasi modifikasi RNA dari sampel dari spesies yang belum pernah terlihat sebelumnya,” tambahnya.

untuk mengidentifikasi modifikasi RNA dengan m6Anet; Data RNA-Seq langsung pertama-tama harus dihasilkan dari sampel apa pun yang diminati, jelas Dr. Göke. Data RNA-Seq langsung harus diproses untuk menyiapkan data untuk deteksi modifikasi. Setelah pengolahan data; m6Anet dapat dijalankan untuk memprediksi modifikasi RNA untuk sampel ini.

Keuntungan utama dari penelitian ini adalah profil modifikasi RNA sekarang lebih mudah dan lebih mudah diakses. Artinya banyak orang yang bisa membuat profil m6A.

Studi ini penting untuk pengobatan kanker dan penelitian. Bahkan dalam sel dengan urutan DNA yang benar, para peneliti menduga bahwa RNA dapat mengubah protein mana yang dibuat. Pada pasien kanker, perubahan ini dapat menyebabkan peningkatan kadar protein yang membunuh sel kanker atau protein yang mendorong sel kanker untuk terus membelah.

“Identifikasi modifikasi RNA yang akurat dan efisien telah lama menjadi tantangan, dan m6Anet membantu mengatasi keterbatasan ini,” kata Profesor Patrick Tan, Direktur Eksekutif GIS A*STAR.

—

Sumber: Sains; Badan Riset dan Teknologi (A*Bintang) ; Gambar: Shutterstock

Artikel Deteksi m6A dari pengurutan RNA langsung menggunakan kerangka pembelajaran multi-instance

Penafian: Artikel ini tidak mencerminkan pandangan warungku atau stafnya.