Terobosan dalam desain genom yang digerakkan AI
Model kecerdasan buatan baru telah diperkenalkan, menandai kemajuan yang signifikan dalam penelitian biologis. Dikembangkan menggunakan dataset 128.000 genom yang mencakup berbagai bentuk kehidupan, AI ini dapat menghasilkan keseluruhan kromosom dan genom kecil dari awal. Para peneliti mengklaim memiliki potensi untuk menafsirkan varian gen non-coding yang terkait dengan penyakit, menjadikannya alat yang kuat dalam penelitian genetik. Pengembangan ini diharapkan dapat meningkatkan rekayasa genom dengan memfasilitasi pemahaman yang lebih dalam tentang urutan DNA dan fungsinya.
Tentang model AI
Menurut a belajar Diterbitkan oleh ARC Institute, model AI, bernama Evo-2, telah dikembangkan bekerja sama dengan Universitas Stanford dan nvidia. Model, yang telah tersedia melalui antarmuka web, memberi para peneliti kemampuan untuk menghasilkan dan menganalisis sekuens DNA. Patrick Hsu, bioengineer di ARC Institute dan Universitas CaliforniaBerkeley, menyatakan selama briefing pers bahwa EVO-2 dimaksudkan untuk berfungsi sebagai platform yang dapat dimodifikasi oleh para ilmuwan agar sesuai dengan kebutuhan penelitian mereka.
Dilatih pada repositori genom yang luas
Tidak seperti model AI sebelumnya yang berfokus terutama pada sekuens protein, EVO-2 telah dilatih pada data genom, yang mencakup urutan pengkodean dan non-coding. Set pelatihan yang luas ini mencakup genom dari manusia, hewan, tanaman, bakteri, dan archaea, mencakup 9,3 triliun huruf DNA. Kompleksitas genom eukariotik, yang mengandung pengkodean dan daerah non-coding yang diselingi, telah dimasukkan ke dalam kerangka kerja Evo-2 untuk meningkatkan kemampuannya untuk memprediksi aktivitas gen.
Evaluasi dan Kemampuan Kinerja
Anshul Kundaje, ahli genomik komputasi di Stanford University, dinyatakan ke alam bahwa pengujian independen akan diperlukan untuk sepenuhnya menilai kemampuan EVO-2. Hasil awal menunjukkan bahwa ia berkinerja pada tingkat tinggi ketika memprediksi efek mutasi pada gen seperti BRCA1, yang terkait dengan kanker payudara. Model ini juga digunakan untuk menganalisis genom mammoth wol, lebih lanjut menunjukkan kemampuannya untuk menafsirkan struktur genetik yang kompleks.
Menghasilkan Urutan DNA Baru
AI telah diuji dalam merancang urutan DNA baru, termasuk CRISPR Editor gen, serta genom bakteri dan virus. Versi sebelumnya dari model menghasilkan genom yang tidak lengkap, tetapi EVO-2 telah menunjukkan peningkatan dengan menghasilkan urutan yang lebih masuk akal secara biologis. Brian Hie, ahli biologi komputasi di Stanford University dan ARC Institute, menyebutkan bahwa sementara kemajuan telah dilakukan, penyempurnaan lebih lanjut diperlukan sebelum urutan ini dapat berfungsi penuh dalam sel hidup.
Aplikasi potensial dalam penelitian genetik
Para peneliti mengantisipasi bahwa EVO-2 akan membantu dalam merancang sekuens DNA regulasi yang mengontrol ekspresi gen. Eksperimen sudah berlangsung untuk menguji prediksinya tentang aksesibilitas kromatin, yang mempengaruhi identitas sel dalam organisme multiseluler. Yunha Wang, ahli biologi komputasi dan CEO Tatta Bio, menyarankan bahwa kemampuan Evo-2 untuk belajar dari genom bakteri dan archaeal dapat membantu dalam merancang protein manusia yang baru.
Prospek masa depan untuk AI dalam desain genom
Para ilmuwan yang terlibat dalam proyek ini bertujuan untuk mendorong di luar desain protein menuju rekayasa genom yang komprehensif. Dengan penyempurnaan yang sedang berlangsung dan validasi laboratorium, EVO-2 dapat berkontribusi pada kemajuan dalam biologi sintetis dan kedokteran presisi. Peran model dalam memahami regulasi genetik dan merancang sekuens DNA fungsional diharapkan tumbuh ketika lebih banyak peneliti mengadopsi dan memperbaiki kemampuannya.
