AlphaGenome zmienia medycynę. Sztuczna inteligencja pozwoli tworzyć nowe DNA
Program o nazwie AlphaGenome potrafi interpretować długie nici DNA — nawet do miliona par zasad — i przewidywać, w jaki sposób subtelne mutacje i warianty wpływają na procesy biologiczne.
Dalszy ciąg artykułu pod materiałem wideo
Umożliwia naukowcom obserwację, w jaki sposób zmiany powodują choroby, a także może być wykorzystane do zaprojektowania nowego syntetycznego DNA służącego do aktywacji lub dezaktywacji genów w określonych częściach ciała, aby leczyć schorzenia. Obecnie nie jest to możliwe przy użyciu terapii genowej, a mogłoby to zapoczątkować nową erę medycyny spersonalizowanej.
Czytaj nas częściej w Google
Stwórz zupełnie nowe DNA
Ziga Avsec, który kieruje inicjatywą genomiczną w programie naukowym DeepMind, powiedział, że AlphaGenome może posłużyć do stworzenia zupełnie nowego DNA.
— AlphaGenome można wykorzystać do generowania krótkich odcinków niekodującego DNA, które nie występują w naturze — powiedział.
— W kontekście terapii genowej należy uwzględnić ten syntetyczny kod w wektorze dostarczającym lek, obok genu terapeutycznego. Ten "syntetyczny przełącznik" może pomóc w zapewnieniu, że terapia będzie działać tylko w określonej tkance docelowej — takiej jak siatkówka lub wątroba — a w pozostałej części ciała nie będzie działać — dodał.
Genom to kompletny zestaw ludzkiego DNA, który działa niczym komórkowa instrukcja obsługi, kontrolując każdy aspekt żywego organizmu. Jednak niewielkie zmiany w DNA mogą sprawić, że dana osoba będzie bardziej podatna na choroby lub zmienią sposób, w jaki organizm reaguje na pewne czynniki środowiskowe, takie jak dym papierosowy, stres czy patogeny.
Odkrycie, w jaki sposób te drobne zmiany wpływają na zdrowie i długowieczność, jest jednym z głównych celów badań biologicznych, a naukowcy dopiero odkrywają rolę DNA. Genom składa się z około dwóch procent genów kodujących białka, a do niedawna pozostały materiał genetyczny uważano za "śmieci".
Obecnie uznaje się, że większość istotnych zmian zachodzi w obszarze "śmieciowego DNA", które reguluje geny, zwiększa lub zmniejsza ich aktywność oraz odgrywa ważną rolę w chorobach i zdrowiu komórek. Firma DeepMind opublikowała już wcześniej programy, które potrafiły interpretować wpływ genów, ale co najważniejsze, AlphaGenome potrafi również interpretować wpływ "śmieciowego DNA", które stanowi 98 proc. genomu.
Oprócz tworzenia syntetycznego DNA, pomoże to również naukowcom określić, które mutacje są przyczyną chorób, a także dostrzec korzystne zmiany, które mogą doprowadzić do opracowania nowych terapii. Model ten trenowano z wykorzystaniem genomów człowieka i myszy, dzięki czemu może zrozumieć, w jaki sposób różne sekwencje DNA napędzają różne procesy biologiczne.
"Kamień milowy w dziedzinie sztucznej inteligencji genomicznej"
Komentując badania, dr Robert Goldstone, szef działu genomiki w Instytucie Francisa Cricka w Londynie, powiedział, że "AlphaGenome firmy DeepMind stanowi kamień milowy w dziedzinie sztucznej inteligencji genomicznej".
— Ten poziom rozdzielczości, szczególnie w przypadku niekodującego DNA, stanowi przełom, który przenosi tę technologię z obszaru zainteresowania teoretycznego do obszaru praktycznego, umożliwiając naukowcom programowe badanie i symulację genetycznych przyczyn złożonych chorób. Jednym z najbardziej niezwykłych dowodów jest jego zdolność do przewidywania ekspresji genów na podstawie samej sekwencji DNA — oświadczył.
Eksperci mają nadzieję, że model ten będzie mógł zostać wykorzystany także do interpretacji DNA roślin, zwierząt i mikrobów, których dotychczas nie badano szczegółowo.
Prof. Rivka Isaacson, biofizyk molekularny z King’s College London, dodała, że "ta praca to ekscytujący krok naprzód w wyjaśnianiu ciemnego genomu".
— Wciąż mamy długą drogę do przebycia, jeśli chodzi o zrozumienie długich sekwencji naszego DNA, które nie kodują bezpośrednio białkowego mechanizmu, którego nieustanny ruch zapewnia nam zdrowie. Istnieje tak wiele powiązanych ze sobą możliwości i złożonych mechanizmów sprzężenia zwrotnego, że wątpię, czy uda się to kiedykolwiek w pełni rozwikłać. AlphaGenome oferuje naukowcom zupełnie nowe i obszerne zbiory danych do przeszukiwania i poszukiwania wskazówek — oświadczyła.
KioskNews shows a cleaned-up reading view extracted from the publisher’s page — the original always lives on their site, not ours.