TUDOMÁNY
A Rovatból

Eddig ismeretlen antitestek előállítására is alkalmas lehet a mesterséges intelligencia

A kutatók már az 1980-as évek óta készítenek szintetikus antitesteket például rákkezelésekhez, de a folyamat eddig rendkívül hosszadalmas volt. A gépi tanulás és a robotika ezen a területeken is óriási változásokat hoz.


A Covid-járvány idején sokat hallottunk az antitestekről, azokról a molekulákról, amelyek megvédik szervezetünket a betegség súlyos következményeitől. A pandémia nagy lendületet adott az orvosi kísérleteknek is, amelyekben egyre jelentősebb szerepet kapnak a különböző mesterséges intelligenciák. Egy brit laboratórium éppen az antitestek terén ígér komoly előrelépést.

A James Field vezette LabGenius cég, amely egy hajdani dél-londoni kekszgyár épületében rendezkedett be, robotokkal, inkubátorokkal és DNS-szekvenáló gépekkel felszerelve olyan új molekulák kifejlesztésén dolgozik, amelyek gyógyító antitestekként szolgálhatnak – írja a WIRED.

A természetben az antitestek adják az immunrendszer élcsapatát. Ezek olyan protein-fonatok, amelyek lecsapnak a külső betolakodókra, és eltávolítják azokat a szervezetből.

A gyógyszercégek az 1980-as évek óta már készítenek szintetikus antitesteket például rákkezelésekhez, vagy pedig transzplantáció esetén annak megakadályozására, hogy a szervezet kivesse magából a beültetett szervet. Ezek megtervezése azonban nagyon hosszú folyamat, több millió potenciális aminosav-kombinációt kell kipróbálni ahhoz, hogy megtalálják a hatékonyat, és csak ezután jöhet a tesztelés.

James Field 2012-ben hozta létre cégét, miközben PhD-tanulmányait végezte szintetikus biológiából a londoni Imperial College-ben. Közelről látta, hogy működik a DNS-szekvenálás, a számítások és az ezekhez felhasznált robotika. A LabGenius mindezeket felhasználja, csakhogy nagyrészt automatizálta az antitest-felfedezési folyamatot.

A tudósoknak olyan proteinekre van szükségük, amelyek képesek megkülönböztetni egymástól az egészséges és a beteg sejteket, majd keresnek hozzájuk egy immunsejtet. Mivel azonban a lehetséges opciók száma szinte végtelen, a LabGenius kifejlesztett egy olyan gépi tanulási modellt, amely sokkal gyorsabban és hatékonyabban képes dolgozni.

Laboratóriumukban a mesterséges intelligencia kijelöli az antitesteket, amelyek hasznosak lehetnek bizonyos betegségek ellen, az automatizált robotrendszer felépíti és megnöveszti őket a laborban, teszteli, majd visszatáplálja az adatokat az algoritmusba.

Az emberi beavatkozás mindössze annyi, hogy adnak a gépnek egy egészséges és egy beteg sejtmintát, innentől kezdve a gép folytatja a kutatást.

A mesterséges intelligencia alkalmanként kiválaszt több mint 700 lehetséges opciót a mintegy 100 ezer potenciális antitestből, majd automatikusan mindegyiket megtervezi, felépíti és teszteli, hogy megtalálja a legalkalmasabbakat.

Emberek felügyelik a folyamatot, de munkájuk többnyire abban merül ki, hogy a mintákat átteszik egyik gépből a másikba.

A kísérletek adatait ezután betáplálják a gépi tanulási modellbe, amely segít a következő 700 antitest megtervezésében.

A gépi tanulás és a valós kísérletek kombinációja 35-szörösére emeli a tesztelhető antitestek számát.

Fields arra is felhívja a figyelmet, hogy a hagyományos protein-előállításnál fennáll az a veszély, hogy a molekulának egy bizonyos tulajdonságára koncentrálnakm és azt próbálják fokozatosan javítani, miközben más, esetleg fontosabb tulajdonságai elsikkadnak és ez végsősoron a hatékonyság rovására megy. Nem is szólva arról, hogy idő és anyagi lehetőségek hiányában azokat a molekulákat tesztelik, amelyek nagy valószínűséggel működni fognak.

Ezzel szemben a LabGenius megközelítése olyan megoldásokat is keres, amelyekre emberek nem is gondolnak, és sokkal gyorsabban meg is találják azokat: mindössze hat hét kell a probléma felvetésétől az első antitest-csoport teszteléséig.

A cég 28 millió dollár támogatást kapott többek között az Atomico kockázati tőketársaságtól. Az alapító-vezérigazgató szerint ez az automatizált módszer a jövőben hasznos lehet másfajta gyógyszer felfedezésében is, felgyorsítva azok jelenleg túlságosan hosszú kifejlesztési és tesztelési folyamatát.

James Field-nek meggyőződése, hogy az ő módszerükkel létrehozott antitestekkel való kezelések hatékonyabbak és kevesebb mellékhatással járnak. „Olyan molekulákat találhatunk, amelyeket a hagyományos módszerekkel soha, és ezzel jobb eredményeket érhetünk el a pácienseknél is” – mondja az igazgató.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Népszerű
Ajánljuk
Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Szuper El Niño jöhet, Európába is betörhet a sarkvidéki hideg télen
A Csendes-óceán egyenlítői térségében a vízfelszín már 3–4 Celsius-fokkal melegebb az átlagosnál. Az erősödő El Niño közvetett hatásaként Európába is nagyobb eséllyel érkezhet időnként sarkvidéki eredetű, fagyos levegő.


Rekorderősségű lehet a 2026/2027-es télen tetőző El Niño-jelenség, több nagy nemzetközi előrejelző rendszer már a „szuper” kategóriát valószínűsíti. A Csendes-óceán és a légkör már most látványos jeleit mutatja annak, hogy átállt az El Niño-üzemmódra, ami komoly hatással lehet a bolygó időjárására.

A Csendes-óceán középső és keleti, egyenlítői térségében a tengerfelszín hőmérséklete már most 3-4 Celsius-fokkal haladja meg az átlagot. Ez a hatalmas energiaadag a jelenség fő motorja, amit a trópusokon erősödő nyugati szelek csak tovább táplálnak – írja a Severe Weather Europe.

A felszín alatt egy hatalmas meleg víztömeg, egy úgynevezett Kelvin-hullám halad kelet felé, melynek magjában a hőmérsékleti anomália a 7 fokot is meghaladja.

A legfontosabb időjárási modellek, köztük az Európai Középtávú Időjárás-előrejelzési Központ és az amerikai szezonális modell, egyöntetűen a „szuper El Niño” kategóriába sorolják a várható eseményt. Az esemény 2026 késő őszén vagy a tél elején érheti el a csúcsát. Az amerikai Nemzeti Óceán- és Légkörkutatási Hivatal hivatalos előrejelzése is a „nagyon erős” kategóriát tartja a legesélyesebbnek.

A légkör már reagált a változásokra: a Csendes-óceán felett tartósan alacsony nyomású zóna és emelkedő légmozgás alakult ki. Ez a jelenség, az úgynevezett Walker-cella átrendeződése azt jelzi, hogy a trópusi folyamatok már a globális légköri keringést alakítják.

A téli előrejelzések szerint a legerősebb hatás Észak-Amerikát érheti. Ezzel párhuzamosan Kanada felett egy magasnyomású blokk alakulhat ki, ami időnként hidegbetöréseknek nyithat utat az USA felé.

Egy felerősödött déli jet stream miatt az Egyesült Államok déli, középső és keleti részén a szokásosnál jóval csapadékosabb, viharosabb idő várható.

A szezonális modellek emellett a sztratoszférikus poláris örvény januári-februári gyengülését is valószínűsítik. Ez növeli a hirtelen sztratoszférikus melegedések és az ebből fakadó hidegkitörések kockázatát Észak-Amerikában és Európában is.

A Meteorológiai Világszervezet már hónapokkal ezelőtt figyelmeztetett, hogy a Csendes-óceánban a hűvösebb La Niña fázis véget ért, és nagy eséllyel egy erős El Niño veszi át a helyét. A klímaváltozás miatt egyre melegebb óceánok miatt már korábban is felmerült egy szuper El Niño lehetősége. Tudományos kutatások szerint a jelenség gazdasági veszteségei dollártrilliókban is mérhetők.

Bár a jelenség epicentruma tőlünk távol van, a hatásai Magyarországot is elérhetik. A globális folyamatok nálunk először csapadékosabb, majd egy tartósan száraz időszakot hozhatnak, ezzel felborítva a megszokott időjárási mintákat.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
Még rejtélyesebb lett a neandervölgyiek kihalása: a DNS-ük szerint meglepően jó egészségi állapotban voltak nem sokkal azelőtt, hogy végleg eltűntek
Egy friss Nature-tanulmány szerint a Belgiumban és Franciaországban élt késői neandervölgyiek DNS-ében szinte semmi nyoma a közeli rokonok közötti házasságnak. Ez az eredmény megkérdőjelezi azt a népszerű elméletet, miszerint a beltenyészet okozta genetikai leromlás vezetett a kihalásukhoz.


Egy friss Nature-tanulmány felborítja a neandervölgyi ember kihalásának egyik legnépszerűbb elméletét. A kutatás szerint az északnyugat-európai, késői neandervölgyiek genetikai értelemben nem voltak beltenyésztettek, sőt, meglepően egészségesnek tűntek nem sokkal az eltűnésük előtt – írta a BBC Science Focus. A felfedezés tovább mélyíti az emberi evolúció egyik legnagyobb rejtélyét.

A kutatók 27 neandervölgyi egyed DNS-ét elemezték, akik a belga és franciaországi Meuse-medencében éltek 40–49 ezer évvel ezelőtt.

Az eredmények alapján szinte semmi nyoma nem volt a közeli rokonok közötti szexnek, még az első unokatestvéri szintig sem. Ez éles ellentétben áll a korábban vizsgált, Szibériában élt neandervölgyiek adataival, és azt mutatja, hogy ez a nyugat-európai populáció nem egy elszigetelt, genetikai problémákkal küzdő csoport volt.

A tanulmány egyik szerzője, Dr. Benjamin Peter, a Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet genetikusa szerint az adatok egyáltalán nem egy haldokló populáció képét festik.

„Ez a Belgiumban és Franciaországban élt populáció nem tűnik úgy, mintha éppen kihalóban lenne, noha tudjuk, hogy végül ki fognak halni” – fogalmazott a szakértő.

Prof. Omer Gokcumen, a University at Buffalo evolúciós antropológusa szerint a kutatás szembemegy azzal a népszerű elképzeléssel, hogy a beltenyészet okozta a neandervölgyiek vesztét.

„Ez ellentmond annak az elképzelésnek, hogy a neandervölgyiek beltenyészet miatt beteg, lesoványodott populációvá váltak, ami demográfiai összeomlásukhoz vezetett. Így a kérdés továbbra is az: miért zsugorodott a populációjuk, és végül miért olvadtak be a modern emberek közé?” – tette fel a kérdést a professzor.

A válasz egyik lehetséges eleme az aszimmetrikus génáramlás lehet. A genetikai adatok azt mutatják, hogy míg a neandervölgyiek örökítőanyaga bekerült a modern emberek genomjába, ez fordítva nem történt meg a késői időszakban.

Prof. Chris Stringer, a University College London kutatója szerint a neandervölgyiek termékeny egyedeiket egy „egyirányú folyamatban veszítették el a Homo sapiens csoportok felé, ami hozzájárulhatott a vesztükhöz”.

A kutatás legfőbb tanulsága, hogy a neandervölgyiek eltűnése nem egyetlen okra vezethető vissza, hanem egy összetett, régiónként eltérő folyamat eredménye lehetett. Míg egyes területeken, például Szibériában, az elszigeteltség valóban szerepet játszhatott, Nyugat-Európában más tényezők, mint a demográfiai nyomás bizonyulhattak döntőnek.

A mostani felfedezésről szóló tanulmány június 24-én jelent meg a Nature tudományos folyóiratban. A Max Planck Társaság még aznap közleményt adott ki, amelyben kiemelték, hogy

a korábbi, kevés mintán alapuló kutatásokkal szemben ez a munka először adott részletes, régióspecifikus képet a nyugat-európai neandervölgyiek genetikai állapotáról.

 

Via BBC ScienceFocus


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Tudósok kiszámolták, maximum meddig élhet egy ember, ha minden öregedéssel járó egészségügyi hatást kiiktatunk
Megállapították, hogy szervezet élettartamának még ebben az elég erősen hipotetikus esetben is van egy határa. Az idővel felhalmozódó apró genetikai hibák miatt elkerülhetetlen a vég szerintük.


A Skolkovo Tudományos és Technológiai Intézet kutatóinak szimulációi szerint ha elméletben minden más, az öregedést felgyorsító negatív hatást – például a rákot, demeciát és hasonló betegségeket – kiiktatnánk, a medián élettartam akkor is 146 és 194 év között érne véget – írta szerdán a ScienceAlert.

Ez azért van, mert az öregedést nem csak a betegségek okozzák. A modell azt mutatja, hogy a szervezetünkben folyamatosan keletkező, és idővel felhalmozódó apró genetikai hibák, az úgynevezett szomatikus mutációk önmagukban is működésképtelenné tennék a testet, igaz jóval a jelenlegi 79 éves várható élettartam után.

A legsebezhetőbb pontnak a nem, vagy csak alig osztódó sejtekből álló szervek, így az agy és a szív bizonyultak, mivel ezekben a sejtek egy életen át gyűjtik a károsodásokat.

Ezzel szemben a bőr vagy a máj sejtjei folyamatosan cserélődnek, így sokkal tovább képesek fenntartani a funkciójukat.

Hangsúlyozták, hogy a kutatásuk fő célja egyébként nem az volt, hogy meghatározzák, mi az emberi élet időtartamának felső határa, hanem hogy egy olyan modellt állítsanak fel, amellyel nagyjából mérhetővé válik, hogy a különböző biológiai folyamatok hogyan járulnak hozzá az öregedéshez.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Súlyos betegségeket kockáztatnak, akik éjszaka dolgoznak – egy egyszerű trükk mentheti meg őket
A norvég kutatók által megfigyelt dolgozók közül sokan ösztönösen reggel aludtak hosszabban, délután pedig még egyszer ledőltek. Az egybefüggő nappali alvás hiánya miatt többen szorongtak, miközben a kutatók szerint éppen a szunyókálás segíthet rajtuk.


Reggel hatkor érsz haza az éjszakai műszakból. Hullafáradt vagy, mégsem tudsz elaludni. Lehet, hogy nem veled van a baj, hanem azzal, ahogy aludni próbálsz. Egy hosszú alvás helyett két rövidebb alvási szakasz hozhatja meg a pihenést.

Egyre több tudományos bizonyíték utal arra, hogy az éjszakai műszak miatt felborult alvásritmus súlyos egészségügyi kockázatokkal járhat, a szívrohamtól a rákig. Norvég kutatók most egy meglepő, de történelmi előzményekkel is rendelkező elméletet vizsgálnak. Elképzelhető, hogy a megosztott, úgynevezett bifázisos alvás segíti a leghatékonyabban a regenerálódást.

A kutatócsoport Oura-gyűrűkkel követte az északi sarkkörön dolgozó munkások alvását. Azt találták, hogy sokan ösztönösen két részletben alszanak. Reggel hosszabban pihennek, majd délután ismét ledőlnek egy rövidebb időre. Dr. Line Victoria Moen szerint a dolgozók gyakran szoronganak amiatt, hogy nem tudják egyhuzamban átaludni a napot.

„Jó lenne végre elmondani nekik, hogy egy rendes délutáni szunyókálás valójában segíthet” – tette hozzá.

Az alváshiány veszélyeire egy cambridge-i kutatás is felhívta a figyelmet. A tudósok az agy öntisztító mechanizmusát, az úgynevezett glimfatikus rendszert vizsgálták. Ez alvás közben távolítja el az agyban felhalmozódott méreganyagokat, köztük az Alzheimer-kórral összefüggő amiloid- és tau-fehérjéket.

A kutatók több mint 40 ezer ember agyi felvételeit elemezték. Azoknál, akiknek gyengébben működött ez a „tisztítórendszer”, évekkel később jelentősen nagyobb eséllyel alakult ki demencia.

A tudományos bizonyítékokat egyre nehezebb figyelmen kívül hagyni, írta a BBC. A kutatást vezető Hugh Markus professzor ugyanakkor óvatosságra intett. „Az alvás fontos, de ugyanígy számítanak a fő érrendszeri kockázati tényezők is, például a vérnyomás, a dohányzás és a cukorbetegség. Ezekkel valóban tudnánk mit kezdeni.”

A két részletben alvás egyáltalán nem új ötlet. Roger Ekirch történész kutatásai szerint a mesterséges világítás elterjedése előtt ez számított megszokottnak a nyugati világban. Az emberek este aludtak néhány órát, éjfél körül természetes módon felébredtek egy-két órára, majd következett a „második alvás”.

Ekirch szerint az éjszaka közepén jelentkező álmatlanság valójában „a korábbi alvásminta makacsul tovább élő maradványa”.

Laboratóriumi kísérletek is ezt támasztják alá. Amikor a résztvevők hosszú időszakokat töltöttek sötétben, néhány hét alatt maguktól átálltak a kétfázisú alvásra. Russell Foster, az Oxfordi Egyetem alváskutatója úgy fogalmazott: „Az alapvető alvásmintánk szinte biztosan nem egyetlen összefüggő szakaszból áll.”

Az éjszakai műszak nemcsak az alvásritmust borítja fel, hanem komoly társadalmi és gazdasági kérdéseket is felvet. A WHO Nemzetközi Rákkutató Ügynöksége az éjszakai műszakot a „valószínűleg rákkeltő” kategóriába sorolta. A döntést korlátozott humán, elegendő állatkísérletes és erős mechanisztikus bizonyítékokra alapozták. Ennek a terhelésnek a legszélsőségesebb példáit a Covid-osztályok éjszakai műszakjai mutatták meg. Az ott dolgozók a fizikai és lelki teherbírásuk határára kerültek.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk