Молекула ДНК состоит из четырёх букв — нуклеотидов A, T, C и G. Благодаря этим буквам природа создала много разных живых организмов на Земле. Учёные из Института Arc, Стэнфордского университета и компании Nvidia разработали алгоритм Evo 2 искусственного интеллекта, который может анализировать геномы организмов и создавать новые последовательности для решения задач генетической медицины и синтетической биологии.
В клетках информация записывается в виде ДНК, которая содержит гены — инструкции для создания белков. Регуляторные области между генами управляют их работой и могут быть связаны с различными болезнями. Эти области стали ключевой задачей для алгоритма Evo 2.
Evo 2 использует большие языковые модели для изучения последовательностей ДНК разных организмов. Он был обучен на геномах 128 тысяч видов и может анализировать генетические последовательности в более широком контексте.
Система обучалась на базе данных OpenGenome2, включающей геномы всех ветвей жизни. Учёные создали две версии системы: одну на 2,4 триллиона нуклеотидов и полную, использующую весь массив данных. Обучение заняло несколько месяцев и потребовало мощности более 2000 графических процессоров Nvidia H100.
Evo 2 успешно анализирует регуляторные элементы генома, которые управляют работой генов. Он может определять потенциальные риски различных заболеваний и создавать функциональные геномы с нужными свойствами.
Исследователи тестируют систему на создании генетической информации для живых организмов. В будущем это может помочь в разработке новых методов лечения и программировании синтетической жизни. Но для этого потребуются дополнительные тесты и усовершенствования.
Метка: ancient DNA
-
Evo 2: ИИ научился создавать геномы самостоятельно
-
Исследование 20 тысяч неизученных генов человека: проект MorPhiC
Национальные институты здравоохранения США начали большое исследование генов человека. Они хотят понять, как работают все гены в нашем теле и как они взаимодействуют друг с другом.
Современные технологии позволяют изучать генетический код человека, но многие гены до сих пор неизвестны. Ученые знают, как работают только некоторые гены, связанные с болезнями. Остальные гены, хотя и важны для жизни, остаются загадкой.
Исследователи хотят создать каталог, описывающий роль каждого гена в организме. Они будут отключать гены поочередно, чтобы увидеть, как это влияет на ткани. Это поможет лучше понять, как работает наш организм.
Гены похожи на инструкции для клеток. Они говорят им, что делать: производить белки, защищать организм, переносить кислород и многое другое. Изучение генов помогает понять, как работает наше тело и почему мы разные.
Ученые используют новые технологии, чтобы быстро изучать гены. Они собрали большую базу данных с геномами людей, чтобы найти различия и понять, как они влияют на здоровье. Есть гены, которые могут повлиять на развитие болезней, например, Альцгеймера.
Каждая клетка в организме отличается по работе генов. Они включаются и выключаются в разных органах, создавая разные ткани. Поэтому из одного генетического чертежа получаются разные части тела, такие как кости, мышцы и мозг.
Ученые будут отключать гены, чтобы понять их роль. Для этого они используют новые методы редактирования ДНК. После экспериментов они будут проверять, как изменились клетки и их функции. Это поможет лучше понять, как работают гены в нашем теле.
Также будет созданы научные центры, которые займутся обработкой данных и анализом результатов. Они разработают правила для экспериментов, чтобы все ученые могли пользоваться этой информацией. Ученые хотят понять, как гены влияют друг на друга и как это может повлиять на наше здоровье.
-
Тайны человеческого мозга через древнюю ДНК
Учёные уже много лет изучают, как взаимодействовали неандертальцы и Homo sapiens. Когда впервые нашли останки неандертальцев почти 170 лет назад, их считали примитивными. Но дополнительные исследования показали, что они делали сложные орудия, мололи зерно, использовали лекарства и, возможно, проводили ритуалы.
В 2010 году расшифровали неандертальский геном и выяснили, что они скрещивались с нашими предками. Их гены влияют на иммунную систему, аллергии, зрение, социальные навыки и другие аспекты нашего здоровья.
Изучают, как неандертальские гены влияют на мозг. Некоторые фрагменты связаны с развитием нейронов и мозжечка, который ответственен за движения и эмоции. У неандертальцев мозжечок был меньше, чем у Homo sapiens, так что их гены могут повлиять на поведение и социальные навыки человека.
Неандертальцы вымерли около 40-50 тысяч лет назад, но их гены остались у современных людей. Редкие мутации могут быть вредными и повышать риск различных заболеваний, включая аутизм и депрессию. Но иногда неандертальские гены приносят и преимущества в когнитивных способностях.
Учёные хотят узнать больше о том, как неандертальская ДНК влияет на работу генов мозга и как это влияет на интеллект и психику. Исследуют также других древних людей, например денисовцев. Понимание этих генов поможет нам лучше понять наше прошлое и разнообразие нашего здоровья.