返回顶部
返回首页
返回首页
人工智能辅助基因激活发现:机器学习可实现期待已久的代码突破,并将其应用于生物医学中,中国机器人网,vrovro.com
home 您现在的位置: 首页 >行业资讯 > 详细信息
人工智能辅助基因激活发现:机器学习可实现期待已久的代码突破,并将其应用于生物医学中
2020年10月16日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

科学家们早就知道,人类基因会通过我们的DNA的精确顺序传递的指令付诸行动,这些指令是由四种不同类型的单个链接或“碱基”(编码为A,C,G和T)指导的。


众所周知,我们将近25%的基因会被类似TATAAA的序列(称为“ TATA盒”)转录。由于存在大量DNA碱基序列的可能性,这四分之三的开启或提升方式仍然是个谜,这使激活信息蒙蔽了中国机器人网vrovro.com


人工智能辅助基因激活发现:机器学习可实现期待已久的代码突破,并将其应用于生物医学中 中国机器人网,vrovro.com


现在,借助人工智能,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员确定了一种DNA激活码,其在人类中的使用频率至少与TATA盒相同。他们将其称为下游核心启动子区域(DPR)的发现最终可用于控制生物技术和生物医学应用中的基因激活。有关详细信息,请参见9月9日的《自然》杂志。


加州大学圣地亚哥分校生物科学系的杰出教授,论文的资深作者詹姆斯·T·卡多纳加说:“ DPR的鉴定揭示了激活我们大约四分之一至三分之一基因的关键步骤。” “ DPR一直是一个谜–是否甚至在人类中都存在争议。幸运的是,我们已经能够通过使用机器学习解决这个难题。”


1996年,Kadonaga及其同事在果蝇中发现了一种新的基因激活序列,称为DPE(对应于DPR的一部分),该序列可使基因在没有TATA框的情况下被打开。然后,在1997年,他们在人类中发现了一个类似DPE的序列。


但是,从那时起,对人类DPE的细节和流行程度的解读就变得扑朔迷离。最惊人的是,在成千上万的人类基因中仅发现了两个或三个活跃的DPE样序列。为了在20多年后破获此案,Kadonaga与首席作者和博士后Long Vo ngoc,Cassidy Yunjing Huang,Jack Cassidy(退休的计算机科学家)合作,帮助团队利用了强大的人工智能工具,以及Claudia Medrano 。


Kadonaga将这种现象称为“相当严重的计算”,这是一种生物学问题,研究人员汇集了500,000个随机版本的DNA序列,并对每个序列的DPR活性进行了评估。从那里开始,使用了200,000个版本来创建可以准确预测人类DNA中DPR活性的机器学习模型。


正如Kadonaga所描述的那样,结果“非常好”。实际上,它们是如此出色,以至于他们创建了类似的机器学习模型,作为识别TATA盒序列的新方法。他们用数千个测试用例对新模型进行了评估,其中TATA盒和DPR结果已经为人所知,并发现其预测能力“令人难以置信”。


这些结果清楚地揭示了人类基因中DPR基序的存在。此外,DPR的出现频率似乎与TATA盒的发生频率相当。此外,他们观察到了DPR和TATA之间的有趣双重性。用TATA盒序列激活的基因缺少DPR序列,反之亦然。


Kadonaga说在TATA盒序列中找到6个碱基很简单。在19个基准点上,破解DPR的代码更具挑战性。


Kadonaga说:“找不到DPR,因为它没有明显的序列模式。” “在DNA序列中存在被加密的隐藏信息,使其成为活跃的DPR元素。机器学习模型可以解密该代码,但是我们人类却不能。”


展望未来,将人工智能进一步用于分析DNA序列模式应会提高研究人员对人细胞中基因激活的理解和控制能力。Kadonaga说,这种知识可能在生物技术和生物医学科学中很有用。


Kadonaga说:“以机器学习使我们能够识别DPR的方式,相关的人工智能方法可能对研究其他重要的DNA序列基序很有用。” “许多无法解释的事情现在可以解释了。”


标签:机器人机械应用技术中心今日头条人工智能市场评论系统及软件行业资讯医用机器人
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国机器人网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
中国机器人网手机站MOBILE
扫描二维码,获取手机版最新资讯 公众号:中国机器人网 您还可以直接微信扫描打开
全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识