- 191
- 0
Дайджест ИИ: адаптация синтетической ДНК и оперативный обмен информацией
Шведские ученые разработали синтетическую ДНК, которая контролирует производство белка клетками
Новый метод, созданный с помощью искусственного интеллекта, может позволить в будущем гораздо быстрее и дешевле создавать и производить лекарства от тяжелых заболеваний, а также альтернативные пищевые белки. Об этом сообщает Технологический университет Чалмерса. Результаты работы представлены в журнале Nature Communications.
Механизм экспрессии вкратце можно описать так: генетический код в ДНК транскрибируется в молекулу матричной РНК (мРНК), которая сообщает клеточной «фабрике», какой белок производить и в каких количествах.
Экспрессией генов можно в какой-то степени управлять, то есть задавать точные инструкции для ДНК (не затрагивая сам генетический код), чтобы производилось необходимое количество определенного белка. С помощью специальных препаратов можно указать клеткам, какие нужно вырабатывать белки. Так работает, например, мРНК-вакцина против COVID-19, которая сообщает клеткам организма вырабатывать тот же белок, что и на поверхности коронавируса. Тогда иммунная система может научиться вырабатывать антитела против вируса. Точно так же можно научить иммунную систему организма побеждать раковые клетки или другие сложные заболевания, если понять код, лежащий в основе производства определенных белков.
«Производство подобных белковых лекарств сегодня – долгий, сложный и дорогой процесс», — отмечают исследователи из Технологического университета Чалмерса. Они предлагают его упростить и ускорить – с помощью искусственного интеллекта. Так, команда обучила алгоритм на множестве примеров молекулы ДНК – с разными структурами и регулирующим кодом. Обучившись, ИИ спроектировала синтетическую ДНК, которую можно легко подкорректировать по запросу и тем самым повлиять на экспрессию генов.
Иными словами, ИИ сообщали, какая часть гена нужна, а затем он «печатал» соответствующую последовательность ДНК.
«Вручную» – экспериментально – непросто вносить изменения в длинную молекулу ДНК. Гораздо эффективнее позволить ИИ изучить принципы навигации по ДНК. То, на что раньше уходили годы, теперь можно сделать за недели или даже за считанные дни, отмечает ведущий автор работы Ян Зримец, научный сотрудник Технологического института Чалмерса и Национального института биологии Словении.
Исследователи разработали свой метод на дрожжах Saccharomyces cerevisiae, клетки которых напоминают клетки млекопитающих. В будущих исследованиях ученые планируют проверить метод на человеческих клетках.
Минздрав России открыл разработчикам ИИ доступ к обезличенным структурированным наборам данных из системы электронных медкарт
Данные будут аккумулированы на специальной платформе. Основная задача платформы — создание цифровой среды для взаимодействия между разработчиками решений и медицинским сообществом.
Такое объединение призвано сформировать и приоритизировать клинические задачи, решение которых будет востребовано отраслью и даст наибольший эффект, пояснил министр здравоохранения Михаил Мурашко.
Для создания решений с использованием ИИ критически важно также наличие доступных для обучения нейросетей обезличенных структурированных наборов данных (датасетов), отобранных и размеченных медицинскими экспертами. Их источником будет подсистема Единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения (ЕГИСЗ) «Федеральная интегрированная электронная медицинская карта». Доступ к ней получит любая российская аккредитованная Минцифры России IТ-компания.
Первые датасеты были размещены на сервисе НМИЦ колопроктологии им. А.Н. Рыжих, НМИЦ им. В.А. Алмазова и НМИЦ сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева, уточняется в сообщении. В реализации этого проекта Минздраву помогал «Ростех».
Президент Владимир Путин 24 ноября поручил Минздраву обратить особое внимание на внедрение технологий ИИ в сферу здравоохранения, особенно в первичное звено. Он заявил, что нужно применять новые технологические инструменты в стандартных процедурах и призвал Минздрав как можно быстрее перенимать опыт Москвы.
Источники материалов:
