Ученые из Колумбийского университета разработали систему искусственного интеллекта, которая научилась понимать «правила» функционирования генов благодаря анализу данных более чем 1,3 млн человеческих клеток. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Nature.
В отличие от традиционных методов, которые лишь описывают процессы, происходящие в клетках, новая система способна предсказывать, как клетки будут реагировать на различные изменения, включая мутации, вызывающие рак. После обучения на данных из более чем 1,3 млн клеток, система достигла высокой точности в прогнозировании экспрессии генов в типах клеток, которые ранее не были ей известны.
Профессор Рауль Рабадан, руководитель исследования, утверждает, что возможность точно предсказывать активность клеток изменит наше понимание фундаментальных биологических процессов. Это превратит биологию из науки, описывающей случайные процессы, в науку, способную предсказывать основные системы, управляющие поведением клеток.
Эффективность системы уже была проверена на практике. Исследователи использовали ИИ для изучения наследственной формы детской лейкемии, успешно предсказав, как генетические мутации влияют на взаимодействие факторов транскрипции, определяющих судьбу раковых клеток. Лабораторные эксперименты подтвердили точность прогнозов искусственного интеллекта.
Особую ценность представляет способность системы исследовать «темную материю» генома — обширные участки ДНК, не кодирующие известные гены. Профессор Рабадан поясняет, что большинство мутаций, обнаруженных у раковых больных, находятся именно в этих темных областях генома. С помощью данной системы можно изучать эти мутации и пролить свет на ранее неизученные части генома.
Исследователи намерены использовать эту технологию для изучения различных видов рака, включая опухоли мозга и рак крови, с целью разработки более эффективных методов лечения.
