Генетические переключатели оказались ключом к пониманию эволюции нейронов.
Команда бельгийских ученых применила методы глубоких тренировок для изучения механизмов регуляции генов в клетках человека и куриного мозга. Научная работа, опубликованная в журнале Science, показывает, что некоторые типы клеток остаются неизменными в течение миллионов лет эволюции, в то время как в других существуют значительные различия между видами.
Хотя они имеют одинаковый набор ДНК, клетки мозга выполняют разные функции благодаря сложной системе регуляторных переключателей, которые контролируют активность генов. Эти переключатели образуют уникальный регуляторный код, который определяет, какие гены активировать в каждой ячейке. Команда профессора Стейна Аэртса из Vib-Ku Leuven использует методы машинного обучения для анализа этих кодов и их влияния на эволюцию мозга и развитие заболеваний.
Исследователи разработали алгоритмы для выявления консервативных и переменных элементов нормативного кодекса у млекопитающих и птиц. Они обнаружили, что Некоторые виды нейронов птиц имеют регуляторные коды, аналогичные кодексам глубоких слоев неокортекса млекопитающих, что может указывать на эволюционную связь.
Эти разработки могут применяться не только к эволюционным исследованиям, но и к медицине. Группа AEERS уже использовала аналогичные алгоритмы для изучения механизмов меланомы у млекопитающих и рыб. Теперь они надеются, что их модели помогут в лучшем понимании генетической основы неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона.
С новым проектом ученые распространяют масштаб своего анализа на многие виды животных, включая рыбу, оленей, ежи и капибари. Это поможет не только изучить эволюцию мозга, но и разработать новые способы диагностики и лечения генетических заболеваний.
