Un nuovo algoritmo di apprendimento automatico può prevedere come i geni sono regolati nelle singole cellule, una svolta che potrebbe portare a nuovi trattamenti per una varietà di malattie.

L'algoritmo, sviluppato dai ricercatori dell'Università della California, Berkeley, è in grado di identificare le specifiche sequenze di DNA che controllano l'espressione dei geni. Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per sviluppare farmaci che prendono di mira queste sequenze e attivano o disattivano i geni.

"Si tratta di un importante passo avanti nella nostra comprensione di come sono regolati i geni", ha affermato l'autore principale dello studio Jonathan Weissman, professore di biologia molecolare e cellulare alla UC Berkeley. "Ha il potenziale per rivoluzionare il modo in cui trattiamo le malattie."

L'algoritmo, chiamato scSLAM-seq, funziona analizzando i dati provenienti dal sequenziamento dell'RNA di una singola cellula. Questa tecnica consente ai ricercatori di misurare l'espressione dei geni nelle singole cellule, piuttosto che in una popolazione di cellule in blocco.

Analizzando i dati di scSLAM-seq, l'algoritmo è in grado di identificare le sequenze di DNA associate all'espressione di geni specifici. Queste sequenze sono chiamate elementi regolatori.

I ricercatori hanno testato l’algoritmo su una varietà di tipi di cellule, tra cui cellule staminali embrionali umane, cellule staminali embrionali di topo e cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo. L'algoritmo è stato in grado di identificare con precisione gli elementi regolatori per un gran numero di geni in ciascun tipo di cellula.

I ricercatori ritengono che scSLAM-seq potrebbe essere utilizzato per identificare gli elementi regolatori dei geni coinvolti in una varietà di malattie. Queste informazioni potrebbero poi essere utilizzate per sviluppare farmaci che prendono di mira queste sequenze e attivano o disattivano i geni.

"Questa tecnologia ha il potenziale per rivoluzionare il modo in cui trattiamo le malattie", ha affermato Weissman. "Prendendo di mira gli elementi regolatori dei geni, potremmo sviluppare nuovi farmaci che siano più efficaci e abbiano meno effetti collaterali".

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Biotechnology.