Een AI-gedreven studie van mRNA subcellulaire lokalisatie gebruikmakende van hoge-multiplex super-resolutie in situ transcriptomica.

De lokalisatie van mRNA molecules binnen een cel speelt een cruciale rol in vele fundamentele biologische processen zoals cell migratie, polarisatie en differentiatie. Dit post-transcriptioneel fenomeen is echter onderbestudeerd omwille van technische limitaties, waar enkel een paar genen bestudeerd kunnen worden tegelijkertijd. Recent werden er nieuwe technologieën voorgesteld voor het bestuderen van transcripts met hoog multiplex, sub-cellulaire in situ transcript assays. Hier stellen we de toepassing voor van zo’n gloednieuwe technologieën op goed-beschreven biologische systemen (Fruitvlieg, intestinale enterocyten-polarisatie, axonische en dendritiche groei in het brein, mens, muis en embryo ontwikkeling) om een grootschalige studie te doen van RNA lokalisatie patronen, hun moleculaire spelers en functionele consequenties. Hiervoor stellen we de ontwikkeling voor van een nieuwe computationele analyse strategie voor het automatisch karakteriseren van spatiale expressie patronen met deep convolutional autoencoder neural networks. Dit zal ons toelaten om bekende en nieuwe genen te beschrijven die afhangen van specifieke lokalisatie om hun functie uit te oefenen, die diepere inzichten verstrekken over de moleculaire biologie van de bestudeerde systemen.