蘇州大學(xué)劍橋-蘇大基因組資源中心的研究團隊利用開(kāi)發(fā)的基于機器學(xué)習(卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ))識別同步化參數的人工智能算法，設計了能系統化和自動(dòng)化識別小鼠活動(dòng)及飲食晝夜節律的篩選器。他們與來(lái)自國際上14個(gè)科研機構的團隊合作，針對國際小鼠表型分析聯(lián)盟的野生型小鼠數據開(kāi)展了生物鐘相關(guān)功能基因高通量篩選研究。

研究團隊通過(guò)對750個(gè)突變小鼠品系的活動(dòng)和飲食數據進(jìn)行篩選，發(fā)現了5個(gè)可能影響小鼠晝夜節律同步化的基因(Slc7a11, Rhbdl1, Spop, Oxtr, Ctc1)。隨后對Slc7a11基因突變小鼠進(jìn)行了驗證，發(fā)現Slc7a11缺失可導致小鼠活動(dòng)與外界活動(dòng)不同步。分子水平的分析顯示，Slc7a11缺失小鼠體內介導下丘腦視交叉上核(SCN)神經(jīng)元耦合的神經(jīng)多肽表達發(fā)生了改變，從而導致內在生物鐘與外界光照環(huán)境失同步。這些篩選到的失同步化基因敲除小鼠，為相關(guān)生物鐘與代謝活動(dòng)研究，提供了非核心鐘調控系統之外的依據。

該研究建立了依托國際大科學(xué)工程大數據，結合人工智能算法，高通量篩選生物鐘相關(guān)基因的研究策略，為基于國際表型分析聯(lián)盟后續產(chǎn)生的大規?；蚯贸∈髷祿Y選失同步化基因，以及深入理解機體與環(huán)境的晝夜節律如何同步化的問(wèn)題奠定了基礎。同時(shí)該方法也可能用于判斷人類(lèi)生物節律的紊亂人群。

來(lái)源:科技部

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