هوش مصنوعی راز فعال شدن ژن‌های انسان را آشکار کرد

یک مدل جدید هوش مصنوعی بخشی از کد پنهان پشت فعال‌سازی ژن‌های انسان را آشکار کرده است.

پژوهشگران می‌گویند فعال‌سازی دقیق ده‌ها هزار ژن برای رشد و نمو سالم ضروری است. بخش‌های تخصصی دی‌ان‌ای هماهنگی توالی‌های ژنتیکی را برعهده دارند که به تولید آنزیم‌ها، هورمون‌ها، پروتئین‌ها و دیگر اجزای حیاتی برای ساختار و عملکرد سلول منجر می‌شود. اگر این ژن‌ها به‌درستی فعال نشوند، سلول‌ها ممکن است دچار اختلال شوند و در بروز بیماری‌هایی مانند سرطان نقش داشته باشند.

برای درک بهتر توالی‌های دی‌ان‌ای که فعال‌سازی ژن را ممکن می‌کنند، دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو بخش مهمی از دی‌ان‌ای موسوم به «پروموتر» را بررسی کردند. این بخش محل آغاز تبدیل دستورهای ژنتیکی به محصولات عملکردی است.

در این پژوهش، دانشمندان با استفاده از توالی‌یابی دی‌ان‌ای با توان عملیاتی بالا، فعالیت بیان ژن را در حدود ۵۰۰ هزار نسخه مختلف از پروموتر اندازه‌گیری کردند. سپس با بهره‌گیری از یادگیری ماشینی، مدلی از هوش مصنوعی ساختند که می‌تواند الگوی دی‌ان‌ای پروموتر را رمزگشایی کند. پس از آشکار شدن هویت پروموتر، پژوهشگران توانستند توالی‌های قابل شناسایی را جست‌وجو کنند و دریافتند حدود ۶۰ درصد از ژن‌های انسان دارای پروموتر هستند.

این کشف تازه می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا اثر جهش‌های دی‌ان‌ای مرتبط با اختلالات پروموتری را پیش‌بینی کنند. داده‌ها و مدل‌های حاصل از این مطالعه همچنین می‌توانند برای طراحی پروموترهای مصنوعی، یعنی توالی‌هایی که ژن‌ها را با عملکردهای سفارشی روشن و خاموش می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرند.

این کار گامی دیگر در استفاده هم‌زمان از آزمایش‌های زیستی و هوش مصنوعی برای رمزگشایی اطلاعات نهفته در دی‌ان‌ای انسان به شمار می‌رود. در آینده، اگر مدل کاملی از کد بیان ژن در اختیار باشد، می‌توان فعالیت ژن‌ها را در افراد مختلف پیش‌بینی کرد. مدل جدید پروموتر تنها بخشی کوچک اما مهم از این کد است، اما می‌تواند مسیر را برای توسعه مدل‌های گسترده‌تر هوش مصنوعی بر پایه کد بیان ژن انسان هموار کند.

منبع: ایسنا