ИИ раскрыл скрытые генетические центры управления, ведущие к болезни Альцгеймера

Учёные из Калифорнийского университета в Ирвайне создали самые подробные карты того, как гены влияют друг на друга в клетках мозга, поражённых болезнью Альцгеймера. Для этого они разработали платформу машинного обучения SIGNET, которая выявляет причинно-следственные связи между генами, а не просто их корреляцию.

Исследование, опубликованное в журнале Alzheimer's & Dementia, показало, что наиболее значительные генетические нарушения происходят в возбуждающих нейронах. Там было обнаружено около 6000 причинно-следственных взаимодействий, что указывает на масштабную «перестройку» генетических сетей по мере прогрессирования болезни.

Команда также определила сотни «генов-хабов», которые действуют как центральные регуляторы, влияя на множество других генов и, вероятно, играя ключевую роль в патологических изменениях мозга. Эти гены могут стать ценными мишенями для более ранней диагностики и будущей терапии.

Наша работа предоставляет специфичные для типов клеток карты регуляции генов в мозге при болезни Альцгеймера, смещая фокус поля с наблюдения корреляций на раскрытие причинных механизмов, которые активно движут прогрессированием болезни, — сказал соавтор исследования, профессор Минь Чжан.

Для построения карт анализировались данные молекулярного профилирования отдельных клеток из образцов мозга 272 участников долгосрочных исследований старения. Платформа SIGNET, объединяющая данные секвенирования РНК единичных клеток и полногеномного секвенирования, позволила построить причинно-следственные регуляторные сети для шести основных типов клеток мозга.

Полученные результаты были подтверждены на независимом наборе образцов человеческого мозга. Помимо болезни Альцгеймера, метод SIGNET может быть применён для изучения других сложных заболеваний, включая рак, аутоиммунные расстройства и психические состояния.