Искусственный интеллект научился проектировать искусственные гены, обещая революцию в создании «клеточных компьютеров» для медицины
Американские учёные совершили прорыв в синтетической биологии, применив машинное обучение для быстрого проектирования «генетических логических цепочек» — искусственных последовательностей ДНК, способных управлять поведением клеток. Об этом сообщает пресс-служба Университета Райса. Новый подход обещает резко ускорить создание «клеточных компьютеров» и медицинских инструментов нового поколения.
«Двадцать пять лет назад мы создавали первые генетические цепочки месяцами. Эта платформа не только ускоряет процесс в разы, но и позволяет работать в ранее недоступных масштабах, открывая новую эру в синтетической биологии», — приводит слова профессора Массачусетского технологического института Джеймса Коллинса пресс-служба Университета Райса.
Генетические логические цепочки — это искусственно сконструированные наборы генов, которые заставляют живые клетки выполнять заданные человеком функции и реагировать на определённые сигналы. Например, с их помощью уже создают культуры клеток, способные отслеживать уровень сахара в крови и производить инсулин, что открывает перспективы для передовой медицины и фармакологии.
Раньше такие системы создавались вручную, методом проб и ошибок. Группа молекулярных биологов под руководством доцента Университета Райса Калеба Башора разработала метод автоматизированного проектирования. Он объединяет две методики расшифровки структуры генов (для коротких и длинных фрагментов ДНК) со специальной нейронной сетью.
Этот ИИ-алгоритм анализирует данные о структуре уже известных генетических цепочек, выявляя скрытые закономерности, которые влияют на эффективность «клеточного компьютера». Это позволяет смоделировать поведение миллионов вариантов цепочек, основываясь лишь на экспериментальных данных о нескольких сотнях или тысячах реальных образцов.
Практическую эффективность системы учёные проверили, создав с её помощью генетическую конструкцию, которая заставляет человеческие клетки светиться при контакте с лекарством тамоксифен. Этот успех открывает путь к ускоренному созданию сложных клеточных систем с помощью искусственного интеллекта. ВЕТТА