הגוף כמפת דרכים: אלגוריתם חדש מפענח את סודות החלבונים שלנו
חוקרים מהאוניברסיטה פיתחו אלגוריתם חדשני, המסוגל לזהות חלבונים מרכזיים בתהליכים ביולוגיים ברקמות שונות בגוף האדם.
האלגוריתם, נחשף לאחרונה בכתב העת המדעי GigaScience וצפוי לתרום משמעותית להבנת מחלות ולפיתוח טיפולים מותאמים וממוקדים.
חלבונים הם אבני הבניין של מערכות ביולוגיות, ומערכות היחסים המורכבות ביניהם מספקות מידע קריטי על פעילותם והשפעתם על בריאות האדם. האלגוריתם החדש פותח כדי לנתח רשתות של אינטראקציות בין חלבונים – "שיחות" כימיות שמתרחשות בכל תא בגוף – ולזהות חלבונים שבולטים בתפקידם או בדפוס ההתנהגות שלהם ברקמות מסוימות כמו המוח, הלב או הכבד. תפקידם החריג של חלבונים אלו עשוי לרמז על תפקוד ביולוגי קריטי ולעיתים גם על מעורבות במחלות.
המחקר הוא תוצר של שיתוף פעולה בין פרופ' אסתי יגר-לוטם, מומחית לרשתות חלבונים מהמכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, לבין ד"ר מיכאל פייר – ראש מעבדת Fire AI בפקולטה להנדסה, המתמחה בניתוח רשתות מורכבות. התמחות שנבנתה בין היתר מתוך מחקריו על דפוסי אינטראקציה ברשתות חברתיות. שילוב התחומים הייחודי בין ביואינפורמטיקה לניתוח רשתות נולד משיתוף פעולה בין תחומי מחקר רחוקים לכאורה – ביולוגיה מצד אחד וסייבר ורשתות חברתיות מצד שני. פייר, שבחן בעבר דפוסי התנהגות ברשתות כדי לזהות פעילות חריגה, ראה את הפוטנציאל ליישם עקרונות דומים בתוך מערכות ביולוגיות מורכבות.
"האלגוריתם החדשני הזה מאפשר לנו לזהות חלבונים קריטיים בהקשרים ביולוגיים ספציפיים, מה שיכול לסייע בפיתוח טיפולים ממוקדים ויעילים יותר למחלות שונות", מסבירה פרופ' יגר-לוטם.
ד"ר מיכאל פייר מוסיף: "זה מרגש לראות כיצד שילוב מומחיות בביואינפורמטיקה ואנליזת רשתות, תחום שמקורו בכלל במחקרי סייבר, מוביל לפריצות דרך בהבנת הביולוגיה האנושית. באמצעות למידת מכונה וניתוח רשתות הצלחנו לפתח כלי שיכול לגלות חלבונים מרכזיים ברקמות שונות – צעד משמעותי להבנת הבריאות והמחלה."
במסגרת מחויבות החוקרים לשקיפות מדעית ושיתוף ידע, האלגוריתם מפורסם כקוד פתוח, כך שחוקרים מכל העולם יכולים להשתמש בו, לשפר אותו ואף ליישם אותו במחקרים נוספים. בנוסף, מעבדתה של פרופ' יגר-לוטם מפעילה כלים מקוונים ייעודיים שמאפשרים גם לחוקרים שאינם מתחום החישוב לבצע ניתוחים דומים.
המחקר נתמך על ידי הקרן הישראלית למדע (ISF) והמועצה להשכלה גבוהה באמצעות מרכז מחקר מדעי הנתונים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב.
החוקרים ישתתפו בוובינר פתוח לקהל ביום שני, 8 באפריל, בשעה 18:00 (שעון ישראל) וישיבו על שאלות מהקהל.
לקריאה נוספת:
