Покажут и предскажут - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Покажут и предскажут

Нейросети выявят повреждения ДНК

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Университета химии и технологии Праги провели серию экспериментов, доказавших, что искусственные нейросети можно успешно использовать для точной идентификации повреждений ДНК, полученных под действием ультрафиолетового излучения. В перспективе этот подход может применяться в современной медицинской диагностике. Статья, посвященная результатам исследования, опубликована в журнале Biosensors and Bioelectronics.
Как именно УФ-облучение повреждает структуру ДНК, особенно при коротких периодах облучения, в настоящее время практически не изучено, утверждают авторы статьи. Но известно, что действие ультрафиолета может вызывать онкологические заболевания. Однако незначительные изменения в структуре самой ДНК классическими методами обнаружить почти невозможно.
– В статье «Распознавание фотоиндуцируемых повреждений ДНК с использованием поверхностно усиленной Рамановской спектроскопии в сочетании с искусственными нейросетями» мы предлагаем альтернативу известным методикам, – рассказал один из авторов статьи, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Постников. – Для исследования использовались модельные образцы – олигонуклеотиды различных последовательностей. Часть из них мы подвергали облучению ультрафиолетом в течение разного времени, затем использовали разработанные авторским коллективом высокочувствительные сенсорные системы на основе плазмон-поляритонных золотых решеток. Олигонуклеотиды фиксировались на поверхности сенсора и подвергались гибридизации с облученными олигонуклеотидами. Изменения в структуре ДНК анализировались с помощью рамановского спектрометра.
Полученные спектры использовались для обучения искусственных нейросетей. По словам ученого, анализ и интерпретация спектров олигонуклеотидных последовательностей представляет собой довольно сложную задачу, особенно если они проводятся массово и с высоким уровнем статистической обработки.
– Использование нейросетей позволило нам избежать математической обработки огромного количества спектров и необходимости оптимизации самой процедуры измерения, – пояснил П.Постников. – К тому же нейросети не только выявляют сами повреждения, но и очень эффективно предсказывают изменения в структуре ДНК, вызванные УФ-излучением. Более того, изменения, которые остаются незамеченными при использовании традиционных методов, с высокой точностью идентифицируются нейросетью в сочетании с поверхностно усиленной Рамановской спектроскопией.
Исследователи считают, что в перспективе нейросети и Рамановскую спектроскопию можно успешно использовать для медицинской диагностики. Причем эту методику, позволяющую выявить минимальные изменения в структуре ДНК, в дальнейшем можно совершенствовать.

Пресс-служба Томского политехнического университета

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2