Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В Сколтехе рассчитали погрешность в измерении клеточного омоложения
Ученые из Сколтеха показали непригодность широко используемого класса моделей под общим названием «часы старения» для оценки эффективности перепрограммирования клеток — радикального омоложения ткани в живом организме.
В своей статье в журнале Aging Cell исследователи обосновали необходимость разработки таких часов старения, которые бы отражали погрешность оценки возраста той или иной клетки. Подобное изменение может привести к более сдержанным выводам о результативности омоложения, зато эти оценки будут больше соответствовать действительности.
Часы старения — группа моделей машинного обучения, которые широко применяются в науке о старении и поиске средств омоложения живой ткани. Они оценивают биологический возраст человека по результатам анализа крови, продвинутых генетических тестов и других исследований. Это делает часы старения ключевым инструментом для проверки эффективности разного рода воздействий, которые, как предполагается, могут омолаживать клетки.
В числе таких подходов к омоложению — перепрограммирование клеток, о котором много говорят последние годы. Реализовать его можно, например, так. Безвредный вирус доставляет в клетку фрагмент РНК с четырьмя генами — так называемыми факторами Яманаки. Они служат инструкцией для сборки определенных белков клеточными машинами, называемыми рибосомами.
Собранные белки, в свою очередь, отправляются в ядро клетки и активируют четыре «омолаживающих» гена в ее ДНК. Эти гены, как было показано как минимум для одного типа клеток кожи, заставляют клетку в течение нескольких недель преобразовываться в стволовую клетку. И эта перестройка, даже будучи не доведенной до конца, отматывает назад возраст клетки, о чем свидетельствуют показания часов старения.
Такое омоложение объясняется усилением сразу нескольких процессов по мере превращения клетки в стволовую. Лизосомы захватывают и разбирают на «запчасти» ненужные и поврежденные компоненты клетки. Исправляются однобуквенные ошибки в коде ДНК. Сокращается выброс иммунных агентов, вызывающих воспаление. Клетка снова начинает делиться.
Иными словами, уже ясно, что этот и другие методы омоложения могут работать, но их эффективность необходимо проверять и сравнивать. Для этого часто используются часы старения: они позволяют оценить возраст клетки до и после предполагаемого омоложения и вычесть одно из другого. Но достаточно ли точны для этого наши часы старения?
В опубликованной 28 июля в журнале Aging Cell статье ученые Сколтеха приводят оценку погрешности, присущей всем существующим на сегодняшний день часам старения. Авторы делают вывод, что погрешность слишком высока, чтобы применять этот инструмент для проверки омолаживающего воздействия перепрограммирования клеток.
Часы старения, как правило, решительно подтверждают эффект перепрограммирования и выдают близкие к нулю, а то и отрицательные оценки возраста омоложенных клеток. Подвох в том, что в основе часов лежат модели, которые обучают на данных по обыкновенным клеткам разного возраста, не подвергавшимся таким радикальным воздействиям, как, например, факторы Яманаки. Из-за этого страдает надежность модели применительно к искусственно омоложенным клеткам.
«Я часто провожу аналогию с нейросетью, которая различает фотографии кошек и собак. Ее обучили на огромном массиве данных, и она генерирует почти безошибочные догадки. Но если показать ей мультяшную кошку или собаку, такой вопрос выходит за рамки ее компетенции. Модель может угадать и тут, но работа вне сферы применимости сопряжена с резким ростом неопределенности, — объясняет первый автор исследования, аспирант программы „Науки о жизни“ Сколтеха Дмитрий Крюков. — А если пойти дальше и предложить модели фото дивана, например, система все равно скажет „кот“ или „пес“, потому что других вариантов у нее нет. Разумеется, погрешность такого предсказания столь велика, что смысла в нем мало».
По словам ученого, факторы Яманаки и подобные агенты оказывают столь сильное воздействие на клетку, что оценка ее возраста после омоложения оказывается вне компетенции часов старения. Иногда их применение даже к не омоложенным клеткам сопряжено с высокой степенью неопределенности. Например, если модель обучалась на одном этносе, а применяется к представителям другого, погрешность оценки возраста может вырасти, например, с года до нескольких лет. По той же логике неопределенность после омоложения клетки возрастает настолько, что дальнейшие выводы относительно методов перепрограммирования теряют убедительность.
«Мы предлагаем встраивать в часы старения механизм учета неопределенности, чтобы алгоритм сам оговаривал, насколько надежна его оценка в каждом конкретном случае. Тогда будет ясно, какие выводы делать разумно, а какие нет», — пояснила руководитель исследования, доцент Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха Екатерина Храмеева.
По словам ученой, обнаруженные ограничения часов старения подталкивают к поиску альтернативных путей оценки биологического возраста. «Традиционные часы старения предсказывают, сколько лет прожил владелец клетки, — добавила она. — А можно вместо этого создать модель, которая бы предсказывала, сколько лет ему осталось жить». Звучит страшновато, зато при наличии достаточных данных такой алгоритм справился бы со сравнением эффектов разных омолаживающих агентов.
Telegram 
Дзен 
VK Квантовую механику активно применяют не только в науке, но и при некоторых расчетах, связанных с работой электроники. Несмотря на заметные практические результаты, эта отрасль науки не имеет единых взглядов на то, как на самом деле устроена та самая физическая реальность, которую квантовая механика призвана описывать.
В древней истории скифы занимали значительное место. Их внешность и обычаи подробно описал Геродот. Скифские курганы распространены по всей Евразийской степи — от Внутренней Монголии до севера Причерноморья. Одна из характерных черт материальной культуры — знаменитый звериный стиль. Археология не дала убедительных ответов на вопросы о происхождении скифов, а также о том, кто их прямые потомки. Ученые возлагают надежды на палеогенетику.
Люди часто говорят, что хотели бы построить длительные отношения прежде всего с добрым, внимательным и надежным человеком, однако большое внимание уделяют внешнему виду потенциального партнера. Исследователи из США обнаружили психологический фактор, объясняющий это противоречие и влияющий на значимость физической привлекательности при выборе «второй половинки» в каждом отдельном случае.
Прибывшая из межзвездного пространства предполагаемая комета 3I/ATLAS движется по траектории, максимально удобной для гравитационных маневров управляемого корабля, при этом возможность ее отслеживания с Земли практически минимальна. По мнению некоторых ученых, такое «поведение» объекта наводит на определенные мысли.
В эксперименте ученые проследили за физиологическими реакциями при просмотре видео с музыкальным сопровождением, созданным нейросетями либо людьми. Результаты показали, что по эмоциональному воздействию ИИ-композиции могут сравниться с человеческими.
Физики впервые смогли напрямую наблюдать спиновые волны, или магноны, внутри материала с нанометровым разрешением. Это достижение открывает путь к созданию нового поколения электроники, более быстрой и энергоэффективной.
Прибывшая из межзвездного пространства предполагаемая комета 3I/ATLAS движется по траектории, максимально удобной для гравитационных маневров управляемого корабля, при этом возможность ее отслеживания с Земли практически минимальна. По мнению некоторых ученых, такое «поведение» объекта наводит на определенные мысли.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Команда исследователей из Сколтеха, МФТИ, Института искусственного интеллекта AIRI и других научных центров разработала метод, позволяющий не просто отличать тексты, написанные человеком, от сгенерированных нейросетью, но и понимать, по каким именно признакам классификатор принимает решение о том, является ли текст генерацией или нет. Анализируя внутренние состояния глубоких слоев языковой модели, ученые смогли выделить и интерпретировать численные признаки, отвечающие за стилистику, сложность и «степень уверенности» текста.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно