هوش مصنوعی فوق العاده قدرتمند DeepMind برای نقشه برداری ژنوم دانشمندان را شگفت زده می کند

در سال 2024، محققان یک محرک جدید برای بیماری التهابی روده (IBD) پیدا کردند: این ژن ژنی به نام ETS2 بود که در سلول‌های ایمنی بیش از حد فعال است و دلیل آن یک نوع DNA است که افراد را مستعد ابتلا به این بیماری می‌کند. این نوع قبلا محققان را گیج کرده بود زیرا در یک "بیابان ژن" نزدیک به توالی های کد کننده پروتئین قرار دارد.

این کشف شامل ویرایش ژن و سایر تکنیک های پیچیده زیست شناسی مولکولی و شناسایی درمان های جدید بالقوه IBD بود. اکنون، محققان Google DeepMind در لندن، جنبه‌هایی از یافته‌ها را با استفاده از یک مدل هوش مصنوعی تکرار کرده‌اند، و آنها این کار را بدون بلند کردن پیپت انجام داده‌اند. مدل آنها AlphaGenome 2 نام دارد.

جیمز لی، ایمونولوژیست و متخصص ژنتیک در موسسه فرانسیس کریک در لندن که مطالعه سال 2024 را رهبری کرد، می‌گوید: «آنها توانستند پاسخ را در 30 دقیقه بیابند، و یک سال و نیم آزمایش برای ما طول کشید. از دیدگاه ما اطمینان‌بخش است.»

مدل AlphaGenome 2 که امروز معرفی شد، به‌روزرسانی ابزار هوش مصنوعی است که اثرات مولکولی توالی‌های DNA «غیر کدکننده» مانند بیان ژن‌های دیگر را پیش‌بینی می‌کند. این توالی ها 98 درصد از ژنوم انسان را تشکیل می دهند، اما رمزگشایی آنها از سخت ترین ها هستند. آخرین مدل این پیش بینی ها را در صدها نوع مختلف سلول های موش و انسان انجام می دهد.

دو ماه پیش، Google DeepMind اطلس AlphaGenome را منتشر کرد: اینها پیش‌بینی‌هایی برای هر تغییر DNA تک حرفی در ژنوم انسان بود - در مجموع 9 میلیارد نوع مختلف.

این پیش‌بینی‌ها و سایر پیش‌بینی‌ها با ابزاری به نام AlphaGenome 1 انجام شد و با یک هشدار بزرگ همراه بود: آن‌ها نوع دقیق سلولی را - چه سلول‌های B پادتن‌ساز یا سلول‌های بتا پانکراس - که در آن یک نوع احتمالا عمل می‌کند، مشخص نکردند. لی می‌گوید: «داشتن چیزی که نمی‌تواند ویژگی نوع سلولی را پیش‌بینی کند، کمی مشکل است، به همین دلیل است که برای ما بسیار مفید نبوده است.

اما محققان می‌دانند که بسیاری از توالی‌های DNA غیرکدکننده - از جمله گونه‌ای که تیم لی نقشه‌برداری کرده‌اند، که بخشی از توالی به نام تقویت‌کننده ژن است - تمایل دارند در انواع خاصی از سلول‌ها فعال باشند.

ژیگا آوسک، محقق Google DeepMind که تیم AlphaGenome را رهبری می‌کند، می‌گوید: «اگر می‌خواهید انواع مرتبط با بیماری‌های ژنتیکی را درک کنید، باید از خود بپرسید که انواع سلول‌هایی که تحت تأثیر قرار می‌گیرند کدامند.

برای توسعه یک مدل هوش مصنوعی که می‌تواند اثرات مختلف را در سلول‌های مختلف رمزگشایی کند، تیم Avsec AlphaGenome 2 را در مورد فعالیت ژن و سایر اندازه‌گیری‌های انجام شده در بیش از 100 میلیون سلول منفرد در 68 بافت آموزش دادند. در مقابل، AlphaGenome 1 با داده‌های جمع‌آوری‌شده در نمونه‌های حجیم سلول‌های ناهمگن تغذیه شد.

آدام گایوسو، دانشمند Google DeepMind و یکی از نویسندگان پیش‌چاپی که مدل را در وب‌سایت این شرکت توصیف می‌کند، می‌گوید: نتیجه یک نمایش غنی‌تر و دقیق‌تر از تفاوت‌های بین سلول‌ها است.

این مدل همچنین به پیش‌بینی 637 نوع سلول انسانی و 311 سلول موشی که با آن آموزش داده شده است، محدود نمی‌شود. محققان می‌توانند داده‌های فعالیت ژن تک سلولی جدید - مانند سلول‌های در وضعیت بیماری - را در اختیار مدل قرار دهند و پیش‌بینی‌های گونه‌های ژنی را تولید کنند. گایوسو می گوید این می تواند به محققان کمک کند تا انواع بیماری های زمینه ای را سریعتر شناسایی کنند.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-03673-0

عوامل هوش مصنوعی این آزمایشگاه زیست شناسی خودکار را اداره می کنند که DNA و موارد دیگر را توالی یابی می کند

مدارهای ژن انتخابی سرطان از طریق تغییر چارچوب ریبوزومی ذاتی

برخی از افراد در برابر زوال عقل مقاوم هستند - این چیزی است که ژن آنها می تواند به ما بیاموزد

ویرایش In Vivo CRISPR پایه ANGPTL3 برای کاهش بادوام چربی

آیا رسانه های اجتماعی مغز کودکان را تغییر می دهند؟ این چیزی است که علم می گوید

دپارتمان بیهوشی WashU Medicine به دنبال متقاضیان برای موقعیت شغلی یا هیأت علمی در بخش تحقیقات پایه است.

ما به دنبال نامزدهای استثنایی هستیم که واجد شرایط صندوق ملی علوم برای دانش پژوهان جوان عالی (خارج از کشور) هستند.

1068 Xueyuan Avenue, Shenzhen 518055 P. R. China

مؤسسه فناوری پیشرفته شنژن (SIAT)، آکادمی علوم چین (CAS)

موسسه همکاری VU LSC EMBL برای فناوری های ویرایش ژنوم به دنبال محقق اصلی در ویرایش ژنوم و ایمونوتراپی سلولی است.

استاد تمام وقت در زمینه امنیت بهداشت عمومی / داده های بزرگ در سلامت / سلامت بزرگ / بهداشت جهانی و حکومت داری

دانشگاه Tsinghua 30 جاده Shuangqing، Haidian District Beijing 100084 P.R. China

دانشکده بهداشت عمومی وانکه، دانشگاه Tsinghua

پست های آزاد شامل کاردانی پژوهشی فوق دکتری، استادیار، دانشیار، استاد تمام و مدیران مرکز می باشد.

دانشگاه پزشکی چین ژجیانگ - موسسه پزشکی دقیق