Um novo modelo computacional pode prever quais organismos são capazes de fagocitose – o processo pelo qual as células engolem partículas sólidas. A abordagem depende do aprendizado de máquina para identificar características associadas à fagocitose, como a presença de proteínas ou genes específicos.

A fagocitose é um processo biológico fundamental crucial para várias funções, incluindo imunidade e absorção de nutrientes. É difundido em diferentes organismos, mas sua presença ou ausência pode variar mesmo entre espécies intimamente relacionadas. Portanto, compreender as origens evolutivas e os impulsionadores da fagocitose é essencial para compreender a diversidade da vida.

O novo modelo, desenvolvido por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, fornece uma ferramenta poderosa para explorar este tópico. Ele combina técnicas de aprendizado de máquina com análises evolutivas para identificar os principais fatores associados à fagocitose em uma ampla gama de organismos.

Para treinar o modelo, os pesquisadores usaram um conjunto de dados de mais de 2.500 organismos, incluindo bactérias, arquéias, protistas e animais. Eles extraíram informações genéticas, bioquímicas e fenotípicas de cada organismo e usaram algoritmos de aprendizado de máquina para identificar padrões e características associadas à fagocitose.

O modelo previu com sucesso a presença ou ausência de fagocitose em diferentes organismos com alta precisão. Também revelou eventos evolutivos importantes e adaptações associadas ao surgimento e diversificação da fagocitose.

Os pesquisadores identificaram um conjunto de 10 proteínas e 10 genes fortemente associados à fagocitose. Essas proteínas estão envolvidas em vários processos celulares, como remodelação de membranas, dinâmica do citoesqueleto e vias de sinalização. Os genes estão envolvidos principalmente na regulação da expressão de proteínas relacionadas à fagocitose.

O modelo prevê que a fagocitose evoluiu independentemente em diferentes linhagens, incluindo bactérias, arquéias, protistas e animais. Isto sugere que a fagocitose surgiu como resultado da evolução convergente, impulsionada pelos seus benefícios potenciais para a absorção de nutrientes e defesa contra patógenos.

No geral, o novo modelo computacional fornece uma ferramenta valiosa para estudar a evolução e a diversidade da fagocitose. Pode ajudar a identificar potenciais organismos fagocíticos, orientar investigações experimentais e lançar luz sobre a história evolutiva mais ampla deste processo biológico crucial.