蘇州大學(xué)劍橋-蘇大基因組資源中心的研究團隊利用開發(fā)的基于機器學(xué)習(xí)(卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))識別同步化參數(shù)的人工智能算法，設(shè)計了能系統(tǒng)化和自動化識別小鼠活動及飲食晝夜節(jié)律的篩選器。他們與來自國際上14個科研機構(gòu)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(shù)據(jù)開展了生物鐘相關(guān)功能基因高通量篩選研究。

研究團隊通過對750個突變小鼠品系的活動和飲食數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)了5個可能影響小鼠晝夜節(jié)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(xiàn)Slc7a11缺失可導(dǎo)致小鼠活動與外界活動不同步。分子水平的分析顯示，Slc7a11缺失小鼠體內(nèi)介導(dǎo)下丘腦視交叉上核(SCN)神經(jīng)元耦合的神經(jīng)多肽表達(dá)發(fā)生了改變，從而導(dǎo)致內(nèi)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)生物鐘與代謝活動研究，提供了非核心鐘調(diào)控系統(tǒng)之外的依據(jù)。

該研究建立了依托國際大科學(xué)工程大數(shù)據(jù)，結(jié)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(xù)產(chǎn)生的大規(guī)?；蚯贸∈髷?shù)據(jù)篩選失同步化基因，以及深入理解機體與環(huán)境的晝夜節(jié)律如何同步化的問題奠定了基礎(chǔ)。同時該方法也可能用于判斷人類生物節(jié)律的紊亂人群。

來源:科技部

圖片來源：找項目網(wǎng)