前沿生物技術結合算法 揭示人類植入前胚胎的“秘密”

從內蒙古大學省部共建草原家畜生殖調控與繁育國家重點實驗室獲悉，基於人工智慧的算法，我科研團隊研發了首個人類植入前胚胎譜係機器學習預測分析平臺（以下簡稱分析平臺），通過增量特徵選擇算法來預測人類植入前胚胎的“秘密”。與此同時，科研團隊還研發出造血幹細胞（HSC）分化發育階段預測器，可幫助臨床醫學人員更好地理解HSC在發育過程中的分化命運。

了解人類早期發育的遺傳基礎不僅對哺乳動物胚胎發育機理和幹細胞生物學研究具有重要意義，而且對再生醫學、不孕症治療以及更好地了解先天性疾病的原因也具有重要指導作用。

近年來，高通量測序、單細胞組學和基因組編輯等前沿生物技術的快速發展以及早期人類胚胎新型幹細胞模型的構建，使得利用人工智慧和機器學習等數據科學方法，直接在人類細胞和胚胎中進行功能基因組相關的生物信息學研究變得可行。

內蒙古大學該科研團隊負責人左永春教授介紹，他們創建的分析平臺將前沿生物技術與人工智慧技術相結合，集成了三種特徵選擇方法，即主成分分析、F-score算法和方差平方系數；以及四種不同組合的經典人工智慧算法，並通過增量特徵選擇算法來預測人類植入前胚胎譜係細胞。使用該平臺預測的因子能夠分類不同的胚胎譜係及其發育軌跡，並對候選譜係特異性基因進行詳細討論，以探索胚胎異質性的轉變。因此，該工具可以快速有效地揭示潛在的譜係特異性和階段依賴性生物標誌物，併為發育生物學研究提供新的見解。