AI dekodira sekvencu inicijatora DNK pronađenu u oko 60% ljudskih gena

Precizna aktivacija desetina hiljada gena je bitna za zdrav razvoj i rast. Specijalizovani segmenti naše DNK su odgovorni za pažljivo organizovanje genetskih sekvenci koje rezultiraju proizvodnjom enzima, hormona, proteina i drugih bitnih komponenti u osnovi ćelijske strukture i funkcije. Međutim, ako ovi geni nisu pravilno aktivirani, ćelije mogu prestati da funkcionišu ili može doći do različitih poremećaja, uključujući kancer.

Da bi sasvim razumeli specifične sekvence unutar DNK koje omogućavaju aktivaciju gena, istraživači sa Kalifornijskog univerziteta u San Dijegu pristupili su dešifrovanju važnog segmenta DNK poznatog kao „inicijator”. To je mesto na kom se uputstva kodirana u genima prvo konvertuju, ili izražavaju, u funkcionalne proizvode.

Preporučujemo

Naučnici su koristili tehnologiju sekvenciranja DNK da bi utvrdili aktivnost ekspresije gena kod otprilike 500.000 različitih verzija inicijatora. Sa ovim informacijama, primenili su mašinsko učenje, vrstu veštačke inteligencije (AI), radi stvaranja AI modela koji je dešifrovao karakterističan DNK obrazac inicijatora. Nakon otkrivanja DNK identiteta inicijatora, istraživači su mogli da tragaju za njegovom sekvencom, otkrivši da oko 60% ljudskih gena ima inicijator.

Utvrđeno je da ovi modeli veštačke inteligencije prvi put daju jaka predviđanja prisustva ili odsustva inicijatora u ljudskim genima i stoga su mogli da dešifruju obrazac sekvence DNK baza inicijatora”, kažu naučnici.

Novootkrivene informacije daju istraživačima mogućnost predviđanja efekata DNK mutacija koje mogu dovesti do različitih poremećaja povezanih sa inicijatorom. Podaci i modeli proizašli iz nove studije takođe bi se mogli koristiti za dizajniranje sintetičkih promotera, sekvenci koje uključuju i isključuju gene, sa prilagođenim funkcijama.

„Šire gledano, ovaj rad predstavlja korak napred u kombinovanoj upotrebi laboratorijskih eksperimenata i veštačke inteligencije radi dešifrovanja informacija u sekvenci baza DNK kod ljudi”, kažu naučnici. „Na kraju krajeva, među 6 milijardi baza DNK u svakoj od naših ćelija nalazi se kod za ekspresiju gena koji određuje kad, gde i u kojoj meri svaki od naših gena treba da se uključi ili isključi. Kad bismo imali model veštačke inteligencije za celokupan kod ekspresije gena, mogli bismo da predvidimo aktivnost svake od različitih varijanti gena kod različitih ljudi. Novi model za inicijator je mali, ali važan deo ovog koda ekspresije gena“.

Istraživači su optimistični da će u bliskoj budućnosti proširiti AI modele za kod ekspresije ljudskih gena.

(Telegraf Nauka/Phys.org)