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AI能比較親緣關系遙遠物種間細胞相似性

2026年09月24日09:13 | 來源:科技日報
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  科技日報北京9月23日電 (記者劉霞)沙特阿卜杜拉國王科技大學科學家研發出一種新型人工智能(AI)工具——Unify。它能幫助科學家比較親緣關系遙遠的物種間細胞的相似性,進而判斷動物研究中的哪些發現與人類健康關系最密切。相關論文發表於最新一期《自然·通訊》雜志。

  科學家常借助單細胞RNA測序技術比較細胞,看清每個細胞中哪些基因活躍,描摹不同細胞類型及其作用。隨著時間推移、物種分化,一對一比較不同細胞越來越難,重要生物學相似性可能被錯過——比如人類與小鼠的免疫細胞、魚類與蒼蠅的神經元之間的相似性。

  為突破這些局限,Unify轉而比較基因的功能。傳統方法像查字典逐字翻譯,Unify則尋找不同物種細胞共享的生物學含義。

  團隊表示,Unify利用AI模型分析蛋白質序列和基因功能的科學描述,把具有一定相似性的基因歸入“大基因”單元。這樣,即使單個基因不再匹配,它也能識別出功能相近的細胞。

  Unify重建了7個物種的125種細胞類型之間的關系。這些物種在7億多年前便已分道揚鑣。它揭示了同一基因在不同物種中的差異,發現相似基因可扮演不同角色,也找到了獨立進化卻功能相同的不同基因。

  通過分析多個物種的免疫細胞,Unify發現了共享的防御策略,而僅靠直接基因比較很難察覺。在另一項實驗中,它根據小鼠淋巴結免疫細胞的反應,預測了人類血細胞對某種免疫信號蛋白的反應。在所有測試中,Unify都比現有方法更准確。

  目前,團隊正在拓展Unify,將基因調控、細胞在組織中的位置等信息納入其中。這些補充將幫助科學家更全面地理解生命共享的生物學原理,為取得人類健康研究新突破提供線索。

  團隊表示,人類生物學的許多知識來自小鼠等動物研究,但哪些發現能推及人類並不清楚。Unify可幫助科學家判斷,生物中的哪些發現最可能與人類相關,從而把研究聚焦於最能增進人類健康與疾病認知的方向。

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(責編:劉敬、孫娜)

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