AI能比较亲缘关系遥远物种间细胞相似性

香浓

记者张梦然

来源：科技日报

　　沙特阿卜杜拉国王科技大学科学家研发出一种新型人工智能（AI）工具——Unify。它能帮助科学家比较亲缘关系遥远的物种间细胞的相似性，进而判断动物研究中的哪些发现与人类健康关系最密切。相关论文发表于最新一期《自然·通讯》杂志。

　　科学家常借助单细胞RNA测序技术比较细胞，看清每个细胞中哪些基因活跃，描摹不同细胞类型及其作用。随着时间推移、物种分化，一对一比较不同细胞越来越难，重要生物学相似性可能被错过——比如人类与小鼠的免疫细胞、鱼类与苍蝇的神经元之间的相似性。

　　为突破这些局限，Unify转而比较基因的功能。传统方法像查字典逐字翻译，Unify则寻找不同物种细胞共享的生物学含义。

　　团队表示，Unify利用AI模型分析蛋白质序列和基因功能的科学描述，把具有一定相似性的基因归入“大基因”单元。这样，即使单个基因不再匹配，它也能识别出功能相近的细胞。

　　Unify重建了7个物种的125种细胞类型之间的关系。这些物种在7亿多年前便已分道扬镳。它揭示了同一基因在不同物种中的差异，发现相似基因可扮演不同角色，也找到了独立进化却功能相同的不同基因。

　　通过分析多个物种的免疫细胞，Unify发现了共享的防御策略，而仅靠直接基因比较很难察觉。在另一项实验中，它根据小鼠淋巴结免疫细胞的反应，预测了人类血细胞对某种免疫信号蛋白的反应。在所有测试中，Unify都比现有方法更准确。

　　目前，团队正在拓展Unify，将基因调控、细胞在组织中的位置等信息纳入其中。这些补充将帮助科学家更全面地理解生命共享的生物学原理，为取得人类健康研究新突破提供线索。

　　团队表示，人类生物学的许多知识来自小鼠等动物研究，但哪些发现能推及人类并不清楚。Unify可帮助科学家判断，生物中的哪些发现最可能与人类相关，从而把研究聚焦于最能增进人类健康与疾病认知的方向。

(责编：孙红丽、申佳平)