نجح باحثون من جامعة بن جوريون في النقب في تطوير خوارزمية قادرة على تحديد البروتينات الأساسية للعمليات البيولوجية في الأنسجة المختلفة في جسم الإنسان. الخوارزمية التي تم الكشف عنها مؤخرًا في المجلة العلميةجيجا ساينس ومن المتوقع أن يساهم بشكل كبير في فهم الأمراض وتطوير علاجات مخصصة ومستهدفة
البروتينات هي اللبنات الأساسية للأنظمة البيولوجية، والعلاقات المعقدة بينها توفر معلومات مهمة حول نشاطها وتأثيرها على صحة الإنسان. تم تطوير الخوارزمية الجديدة لتحليل شبكات التفاعلات بين البروتينات - "المحادثات" الكيميائية التي تحدث في كل خلية في الجسم - وتحديد البروتينات التي تبرز في وظيفتها أو نمط سلوكها في أنسجة معينة مثل الدماغ أو القلب أو الكبد. إن الدور غير المعتاد الذي تلعبه هذه البروتينات قد يشير إلى وظيفة بيولوجية حاسمة وأحياناً حتى إلى تورطها في المرض.
الدراسة هي نتاج تعاون بين البروفيسور إستي ياجر لوتيملابين، خبير شبكات البروتين من المعهد الوطني للتكنولوجيا الحيوية في النقب التابع لجامعة بن جوريون، دكتور مايكل بيير - رئيس مختبر الذكاء الاصطناعي للحرائق في كلية الهندسة، متخصص في تحليل الشبكات المعقدة. تخصص بني، من بين أمور أخرى، على أبحاثه حول أنماط التفاعل في الشبكات الاجتماعية. وُلِد المزيج الفريد من المجالات بين المعلوماتية الحيوية وتحليل الشبكات من التعاون بين مجالات بحثية بعيدة ظاهريًا - علم الأحياء من ناحية والشبكات الإلكترونية والاجتماعية من ناحية أخرى. وقد رأى بيير، الذي سبق أن فحص الأنماط السلوكية في الشبكات لتحديد النشاط غير الطبيعي، إمكانية تطبيق مبادئ مماثلة داخل الأنظمة البيولوجية المعقدة.
"تسمح لنا هذه الخوارزمية المبتكرة بتحديد البروتينات الحرجة في سياقات بيولوجية محددة، مما قد يساعد في تطوير علاجات أكثر استهدافًا وفعالية لمختلف الأمراض." يشرح البروفيسور ياجر لوتيم.
دكتور مايكل بيير ويضيف: "من المثير للاهتمام أن نرى كيف يُؤدي الجمع بين الخبرة في المعلوماتية الحيوية وتحليل الشبكات، وهو مجال نشأ في أبحاث الإنترنت، إلى إنجازاتٍ في فهم البيولوجيا البشرية. فباستخدام التعلم الآلي وتحليل الشبكات، تمكنا من تطوير أداةٍ قادرة على اكتشاف البروتينات الرئيسية في أنسجةٍ مختلفة، وهي خطوةٌ مهمة نحو فهم الصحة والمرض".
وكجزء من التزام الباحثين بالشفافية العلمية ومشاركة المعرفة، تم نشر الخوارزمية كمصدر مفتوح، حتى يتمكن الباحثون من جميع أنحاء العالم من استخدامها وتحسينها، وحتى تطبيقها في دراسات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يعمل مختبر البروفيسور ياجر لوتيم على تشغيل أدوات مخصصة عبر الإنترنت تسمح أيضًا للباحثين خارج مجال الحوسبة بإجراء تحليلات مماثلة.
تم دعم البحث من قبل مؤسسة العلوم الإسرائيلية (ISF) ومجلس التعليم العالي من خلال مركز أبحاث علوم البيانات في جامعة بن جوريون في النقب.
رسم بياني: ماسيدو فيجا جونيور (صمام)
لمزيد من القراءة:
المقال الكامل على GigaScience: https://doi.org/10.1093/gigascience/giaf034
نسخة ما قبل الطباعة: https://doi.org/10.1101/2023.12.19.572354
