Kan du spise celler? Computermodel forudsiger, hvilke organismer der er i stand til fagocytose

En ny computermodel kan forudsige, hvilke organismer der er i stand til fagocytose - den proces, hvorved celler opsluger faste partikler. Tilgangen er afhængig af maskinlæring for at identificere træk forbundet med fagocytose, såsom tilstedeværelsen af ​​specifikke proteiner eller gener.

Fagocytose er en fundamental biologisk proces, der er afgørende for forskellige funktioner, herunder immunitet og næringsoptagelse. Den er udbredt i forskellige organismer, men dens tilstedeværelse eller fravær kan variere selv blandt nært beslægtede arter. Derfor er forståelsen af ​​den evolutionære oprindelse og drivkræfterne bag fagocytose afgørende for at forstå livets mangfoldighed.

Den nye model, udviklet af forskere ved University of California, San Diego, giver et kraftfuldt værktøj til at udforske dette emne. Den kombinerer maskinlæringsteknikker med evolutionære analyser for at identificere nøglefaktorer forbundet med fagocytose på tværs af en bred vifte af organismer.

For at træne modellen brugte forskerne et datasæt med over 2.500 organismer, herunder bakterier, arkæer, protister og dyr. De udtog genetisk, biokemisk og fænotypisk information for hver organisme og brugte maskinlæringsalgoritmer til at identificere mønstre og funktioner forbundet med fagocytose.

Modellen forudsagde med succes tilstedeværelsen eller fraværet af fagocytose i forskellige organismer med høj nøjagtighed. Det afslørede også vigtige evolutionære begivenheder og tilpasninger forbundet med fremkomsten og diversificeringen af ​​fagocytose.

Forskerne identificerede et sæt af 10 proteiner og 10 gener, der er stærkt forbundet med fagocytose. Disse proteiner er involveret i forskellige cellulære processer, såsom membranombygning, cytoskeletdynamik og signalveje. Generne er hovedsageligt involveret i at regulere ekspressionen af ​​fagocytose-relaterede proteiner.

Modellen forudsiger, at fagocytose udviklede sig uafhængigt i forskellige afstamninger, herunder bakterier, arkæer, protister og dyr. Dette tyder på, at fagocytose opstod som et resultat af konvergent evolution, drevet af dets potentielle fordele for næringsstofoptagelse og forsvar mod patogener.

Samlet set giver den nye computermodel et værdifuldt værktøj til at studere udviklingen og mangfoldigheden af ​​fagocytose. Det kan hjælpe med at identificere potentielle fagocytiske organismer, vejlede eksperimentelle undersøgelser og kaste lys over den bredere evolutionære historie af denne afgørende biologiske proces.