Вакцинация, лечение бесплодия и рака, а также донорство крови часто требуют быстрой заморозки биоматериалов и препаратов для сохранения их свойств. Молекулы, используемые в этом процессе, называются криопротекторами. Группа ученых из Манчестерского и Уорикского университетов с помощью машинного обучения нашла способ, который позволит сделать заморозку более безопасной и эффективной.
Без криоконсервации биоматериалы и лекарства медики должны были бы вводить немедленно, но это ограничивает их доступность для использования в будущем. Существующие криопротекторы эффективны для защиты клеток, но они не предотвращают образование кристаллов льда.
Новое открытие стало шагом к исправлению ситуации. Команда ученых выявила новую молекулу, способную предотвращать рост кристаллов льда при замораживании. Специалисты разработали компьютерную модель, чтобы проанализировать большие массивы данных о химических соединениях, определяя, какие из них наиболее эффективны в качестве криопротекторов.
«После многих лет трудоемкого сбора данных в лаборатории, невероятно интересно получить модель машинного обучения, которая позволяет использовать основанный на данных подход к прогнозированию криозащитной активности. Это яркий пример того, как машинное обучение может ускорить научные исследования, сокращая время, затрачиваемое исследователями на рутинные эксперименты, и позволяя им сосредоточиться на более сложных задачах, которые по-прежнему требуют человеческой изобретательности и опыта», – заявил доктор Мэтт Уоррен (Matt Warren), возглавлявший проект.
Ученые также провели эксперименты с использованием образцов крови. Оказалось, что количество обычного криопротектора, необходимого для хранения биоматериалов, можно уменьшить за счет добавления обнаруженных молекул.
«Результаты компьютерной модели были поразительными, она позволила идентифицировать активные молекулы, которые я никогда бы не выбрал, даже с моим многолетним опытом. Это действительно демонстрирует мощь машинного обучения», – добавил профессор Мэтью Гибсон (Matthew Gibson).
Разработка заменяет дорогостоящие методы исследований, пояснили ученые. Речь идет в том числе об экспериментах, которые отнимали много времени и приводили к ошибочным результатам.
