Data science

นี่คือวิธีที่ AI ช่วยในการทำนายการแสดงออกของยีน

จากหม้อแปลง ดูว่า Enformer กำลังเปลี่ยนแปลงไดนามิกของ DNA เพื่อทำนายการแสดงออกของยีนได้อย่างไร เมื่อโครงการจีโนมมนุษย์ประสบความสำเร็จในการวางแผนการสืบทอด DNA ของจีโนมมนุษย์ ชุมชนการวิจัยระหว่างประเทศก็ได้รับพลังจากโอกาสที่จะเข้าใจคำสั่งทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อความเป็นอยู่และความก้าวหน้าของมนุษย์ DNA ถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมที่ตัดสินใจทุกอย่างตั้งแต่โทนสีตาจนถึงการไม่สามารถป้องกันได้จนถึงความเจ็บป่วยและปัญหาบางอย่าง รอบๆ , ส่วนของ DNA ในร่างกายมนุษย์ที่เรียกว่าคุณสมบัติมีทิศทางเกี่ยวกับ ลำดับกรดอะมิโนของโปรตีน ซึ่งแสดงความสามารถพื้นฐานต่างๆ ในเซลล์ของเรา อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติเหล่านี้ประกอบด้วยจีโนมไม่ถึง 2% ชุดฐานที่เหลือ – ซึ่งเป็นตัวแทนของ 98% ของ “ตัวอักษร” 3 พันล้านตัวในจีโนม – ถูกกำหนดเป็น “ไม่มีการเข้ารหัส” และมีแนวทางที่ไม่ค่อยแน่ใจว่าเมื่อใดและที่ไหน ควรจะถูกสร้างขึ้นหรือสื่อสารในร่างกายมนุษย์ งานที่ผ่านมาเกี่ยวกับการแสดงออกของยีนมักใช้โครงข่ายประสาทเทียมเป็นโครงสร้างบล็อกที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดในการแสดงผลกระทบของสารเสริมส่วนปลายต่อข้อต่อที่มีคุณภาพได้ขัดขวางความแม่นยำและการใช้งาน การตรวจสอบพื้นฐานของเราขึ้นอยู่กับ Basenji2 ซึ่งสามารถคาดการณ์การเคลื่อนไหวของฝ่ายบริหารจากการจัดเรียง DNA แบบยาวโดยทั่วไปของ 40, คู่ฐาน แรงบันดาลใจจากงานนี้และความรู้ที่ว่าส่วนประกอบ DNA ด้านกฎระเบียบสามารถส่งผลกระทบต่อการแสดงออกในระยะทางที่น่าสังเกตมากขึ้น เราจึงเห็นข้อกำหนดสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรมที่สำคัญเพื่อจับกลุ่มยาว มีอีกรุ่นหนึ่งที่ใช้หม้อแปลง ซึ่งใช้กันทั่วไปในการประมวลผลภาษาธรรมชาติ เพื่อใช้เครื่องมือการเอาใจใส่ตนเองที่สามารถประสานการตั้งค่า DNA ที่โดดเด่นกว่าได้มาก เนื่องจากทรานส์ฟอร์มเมอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดูส่วนยาวของข้อความ เราจึงปรับพวกมันเพื่อ “อ่าน” การจัดเรียง DNA ที่ขยายอย่างไม่สิ้นสุด โดยประสบความสำเร็จในการจัดการข้อตกลงเพื่อพิจารณาความร่วมมือในระยะทางที่เกินหลายครั้ง (เช่น 200 ฐาน คู่) ความยาวของเทคนิคที่ผ่านมา พวกมันแสดงผลกระทบขององค์ประกอบควบคุมที่สำคัญที่เรียกว่าเอนแฮนเซอร์ต่อการแสดงออกของยีนจากที่ไกลออกไปภายในการจัดกลุ่มดีเอ็นเอ ประสานกับสัญชาตญาณตามธรรมชาติ เราเห็นว่าแบบจำลองเน้นที่การเพิ่มประสิทธิภาพไม่ว่าจะพบเกิน 50,000 ฐานตรงกันห่างจากคุณภาพ การคาดคะเนว่าตัวเพิ่มประสิทธิภาพใดควบคุมคุณสมบัติที่ยังคงเป็นปัญหาที่น่าสงสัยในจีโนมิกส์ ดังนั้นเราจึงพอใจที่ได้เห็นคะแนนความมุ่งมั่นของ Enformer ดำเนินการในทำนองเดียวกันกับกลยุทธ์ที่มีอยู่เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนสำหรับการดำเนินการนี้ (ใช้ข้อมูลการทดลองเป็นข้อมูล) นอกจากนี้ Enformer ยังค้นพบเกี่ยวกับฉนวนซึ่งแยกเขต DNA สองเขตที่กำกับตนเองโดยอิสระ แม้ว่าปัจจุบันจะสามารถมุ่งความสนใจไปที่ DNA ของรูปแบบชีวิตได้อย่างสมบูรณ์ แต่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบที่ซับซ้อนเพื่อทำความเข้าใจจีโนม โดยไม่คำนึงถึงความพยายามในการทดสอบขนาดมหึมาการควบคุม DNA ส่วนใหญ่เกี่ยวกับการแสดงออกของยีนยังคงเป็นความลับ ด้วย AI เราสามารถตรวจสอบโอกาสเพิ่มเติมในการค้นหาการออกแบบในจีโนมและให้การคาดการณ์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงการสืบทอดของหุ่นยนต์ เช่นเดียวกับเครื่องตรวจการสะกดคำ Enformer เข้าใจคำศัพท์ของลำดับ DNA ในระดับหนึ่ง และสามารถในลักษณะนี้เพื่อเปลี่ยนแปลงลักษณะที่อาจกระตุ้นการแสดงออกของยีนที่เปลี่ยนไป การใช้ประโยชน์พื้นฐานของแบบจำลองใหม่นี้คือการคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงของตัวอักษรดีเอ็นเอหรือที่เรียกว่าตัวแปรทางพันธุกรรมจะปรับเปลี่ยนคำสั่งของยีน ตรงกันข้ามกับรุ่นก่อน ๆ Enformer มีความแม่นยำมากกว่าในการคาดการณ์ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีน ทั้งเนื่องมาจากความแปรปรวนทางพันธุกรรมตามปกติและการแปรผันสังเคราะห์ที่เปลี่ยนลำดับการกำกับดูแลที่สำคัญ คุณสมบัตินี้มีค่าสำหรับการถอดรหัสจำนวนรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อที่กำลังพัฒนาซึ่งได้จากการศึกษาเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องของจีโนม ความแปรปรวนที่เกี่ยวข้องกับโรคทางพันธุกรรมที่ซับซ้อนหรือการติดเชื้อมักพบในบริเวณที่ไม่มีรหัสของจีโนม ทำให้เกิดการเจ็บป่วยตามตรรกะโดยการปรับการแสดงออกของยีน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความสัมพันธ์ที่แท้จริงระหว่างรูปแบบต่างๆ การแปรผันที่เกี่ยวข้องกับการเจ็บป่วยเหล่านี้จำนวนมากจึงเชื่อมโยงกันอย่างเข้าใจผิดเมื่อเทียบกับสาเหตุ เครื่องมือคำนวณในขณะนี้สามารถช่วยในการรับรู้ถึงความสัมพันธ์ที่แท้จริงจากผลบวกที่ผิดพลาด เรายังห่างไกลจากการไขปริศนาที่ยังไม่ได้บอกซึ่งอยู่ในจีโนมมนุษย์ แต่ Enformer ยังเป็นอีกขั้นตอนหนึ่งในการทำความเข้าใจความซับซ้อนของการสืบทอดจีโนม ในกรณีที่คุณต้องการใช้ AI ในการตรวจสอบว่าการวัดที่สำคัญของเซลล์ทำงานอย่างไร มีการเข้ารหัสอย่างไรในลำดับดีเอ็นเอ และวิธีประกอบกรอบการทำงานใหม่เพื่อขับเคลื่อนจีโนมและความเข้าใจในการติดเชื้อของเรา

  • บ้าน
  • Business
  • Data science
  • Marketing
  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Back to top button