Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали глубокую обучающую модель, которая может предсказать, как клетки эмбриона плодовой мухи изменяются и взаимодействуют на ранних стадиях развития. Эта технология может помочь в изучении более сложных тканей и органов, а также в выявлении ранних признаков заболеваний, таких как астма и рак.
Как работает новая модель
Модель обучается на данных о том, как клетки изменяют свою форму и положение во время развития эмбриона. Исследователи использовали видео, снятые с высоким разрешением, чтобы запечатлеть процесс гаструляции — начальную фазу развития, когда клетки активно перестраиваются.
С помощью этой модели ученые смогли предсказать изменения в клетках с точностью до 90%, что открывает новые возможности для изучения механизма формирования различных тканей и органов.
Практическое применение и перспективы
Метод может быть применен к изучению других видов, таких как рыбки-зебры и мыши, и потенциально поможет выявить общие закономерности в развитии. Это также может привести к новым подходам в диагностике и лечении заболеваний, например, в борьбе с астмой.
Соавтор исследования, Хайцян Ян, отметил, что астматические ткани демонстрируют разные динамики клеток, и новая модель может помочь более точно представлять поведение тканей, что может улучшить диагностику и тестирование лекарств.
Двойной граф: новая концепция моделирования
В основе модели лежит концепция двойного графа, который представляет развивающийся эмбрион как совокупность движущихся точек и пузырьков. Это позволяет более точно описывать геометрические свойства клеток, такие как положение ядра и взаимодействие с соседними клетками.
Исследование поддержано Национальными институтами здравоохранения США.