محققان پزشکی شمال غربی با استفاده از تکنیک دسته‌بندی سلولی هوش مصنوعی، دریافتند که ویروس‌ها می‌توانند قطبیت ساختاری و ژنتیکی درون هسته سلول را کنترل کنند. یافته‌های منتشر شده در Nature ، اهمیت سازماندهی ژنوم در طول عفونت و کمکی که هوش مصنوعی به شناسایی فرآیندهای پیچیده درون سلولی می‎کند، را نشان می‌دهد.

ویروس‌ها از بسیاری جهات می‌توانند سلول‌ها را کنترل کنند، از پروتئین‌های ویروسی موجود در هسته که به طور مستقیم بیان ژن را کنترل می‌کنند، تا پروتئین‌هایی که در سطح سلول یا سیتوپلاسم برای کنترل شبکه سیگنالینگ کار می‌کنند. به گفته نویسندگان، نحوه و دلیل تغیر و سازماندهی مجدد هسته در شرایط مختلف، از جمله در هنگام عفونت ویروسی، همچنان موضوع تحقیق باقی مانده است.

در طول دوره عفونت، بعضی از سلول‌ها عفونی نشده‌اند، و آنهایی که عفونت دارند هر کدام در مرحله متفاوتی از آلودگی قرار دارند. کنترل آزمایشگاهی و همسان‌سازی برای این سلول‎ها کار بسیار سختی است و روش‌های لکه‌گیری‌‌‌‌‌‌‌، تنها تخمینی از اتفاقاتی که در سلول‌های مورد کشت می‌افتد، را نشان می‌دهد. محققین می‌توانند از هر سلول بصورت جداگانه عکس برداری کنند، اما برای بدست آوردن نتایج دقیق، این فرآیند، نیازمند تجزیه و تحلیل تعداد زیادی سلول است، که خود این کار مستعد خطای زیادی است.

به همین دلیل، برای ساده‌سازی این فرآیند، تیم دکتر پروسر یک سیستم اتوماتیک تصویربرداری مبتنی بر هوش مصنوعی ایجاد کردند، که از شبکه‌های عصبی کانولوشنی استفاده می‌کند و قادر است که تشخیص دهد سلول‌های عفونی در چه مرحله‌ای هستند. به گفته دکتر پروسر محدودیت‌های موجود در ابزارهای تحلیل عکس حاضر، ما را بر آن داشت که از پیشرفت‌های موجود در تکنولوژی بینایی کامپیوتر، به منظور توسعه این روش‌ها استفاده کنیم.

به طور خاص، محققان برای شناسایی سلول‌های آلوده و اینکه هر سلول در چه مرحله‌ای از عفونت قرار دارد، مجموعه داده‌های آموزشی گسترده‌ای، در اختیار سیستم قرار دادند. بعد از آموش شبکه، یک میکروسکوپ برای اسکن و تصویر برداری از سلول‌های کشت شده، برنامه‌ریزی شد، در نهایت سیستم سلول‌ها را دسته‌بندی کرد و مشخص کرد که هر کدام از سلول‌ها در چه مرحله‌ای از عفونت قرار دارند. با استفاده از این سیستم، محققین می‌توانند مسیرهای تنظیمی زیادی را از نمونه سلول‌های آلوده شناسایی کنند. این مسیرها می‌تواند میکروتوبول‌های استیله قوی تولید کنند، که به غشا هسته سلول و پروتین‌های بیرون هسته متصل می‌شود تا رشته‌های اکتین را کنترل کند.

یافته‌ها نشان می‌دهد این روش‌، ممکن است درک مکانیسم‌های اساسی سازمان ژنوم در سلول‌های آلوده و همچنین چگونگی کمک به بهبود عفونت را نشان دهد.

منبع: کدکول