Cercetători de la Kyushu University au dezvoltat o metodă computațională inovatoare, numită ddHodge, capabilă să reconstruiască modul în care celulele își aleg destinul - de exemplu, dacă devin celule nervoase sau musculare. Descoperirea a fost publicată în Nature Communications și promite să ofere o înțelegere mult mai profundă a proceselor biologice implicate în dezvoltare, regenerare și boli precum cancerul, potrivit news-medical.
În prezent, oamenii de știință folosesc frecvent secvențierea ARN la nivel de celulă unică pentru a vedea ce gene sunt active într-o celulă. Problema este că această tehnică oferă doar „fotografii” statice ale celulelor, fără a arăta cum se schimbă ele în timp.
Noua metodă ddHodge, dezvoltată de Kazumitsu Maehara și Yasuyuki Ohkawa, reușește să depășească această limitare. Ea păstrează informația geometrică complexă a datelor biologice și descrie direcția, viteza și stabilitatea cu care o celulă își schimbă starea.
Aplicată pe date provenite de la aproximativ 46.000 de celule embrionare de șoarece, metoda a arătat că peste 88% din dinamica expresiei genelor în dezvoltarea timpurie poate fi explicată printr-un flux direcțional clar, confirmând ideea că celulele evoluează spre stări stabile și se îndepărtează de punctele instabile de „ramificare”. Mai mult, ddHodge a identificat gene-cheie implicate în stabilizarea identității celulare.
Testele au arătat că metoda este extrem de precisă, chiar și atunci când datele sunt incomplete sau zgomotoase, fiind de până la 100 de ori mai exactă decât tehnicile clasice.
Cercetătorii spun că ddHodge ar putea fi folosit nu doar în biologie și medicină, ci și pentru analiza altor procese complexe, precum degradarea materialelor, modelele climatice sau comportamentele socioeconomice. Descoperirea demonstrează cum matematica modernă poate oferi instrumente esențiale pentru a înțelege sisteme extrem de complexe.
Comentează