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人工知能は遺伝子調節にも興味を持っている

ヒトゲノム解読後の生物学者たちの大きな失望の一つは、この「生命の偉大な本」とその約22,000の遺伝子にアクセスしても、2つの親細胞から受け継いだ私たちのDNAがどのようにして生命につながるのかを理解するためのすべての鍵が得られるわけではないということである。それを構成するすべての組織の多様性を備えた個体の形成。私たちの複雑な体質だけでなく、病気の一部も、活性化または抑制された遺伝子の発現を制御する言語に依存しており、その文法はいまだ人間の理解を超えています。この地域でも、 人工知能（AI）、10月初めに2つのノーベル賞を受賞物理学と化学の分野で貢献できるようです。研究によって証明されているように 10月24日に掲載されました 自然。 こちらもお読みください (2022) | 購読者向けに予約された記事 ヒトゲノム解読は（ほぼ）終わりに近づいている 後で読む 「遺伝子発現はさまざまな方法で調節されています」この研究の筆頭著者であるセイガー・ゴサイ氏（ブロード研究所、マサチューセッツ工科大学およびハーバード大学）はこう思い出します。彼は、他の 2 つのアメリカの研究室の同僚とともに、いわゆる「シス制御要素」(CRE) に興味を持っていました。これらの DNA の小さな断片、つまりプロモーターは、通常、制御する遺伝子の上流に位置し、「転写因子」と呼ばれるタンパク質と結合することを目的としており、特定の遺伝子からタンパク質への翻訳を誘発するか誘発しません。研究者らは、機械学習のおかげで設計ができたと説明しています。 これは、自然界で見られるものよりも高い特異性を持って特定の細胞内で活動するCREという数学的モデルを通じて機械に「学習」する能力を与えることを目的としています。インビトロだけでなくトランスジェニック動物でも試験された場合を含め、 ゼブラフィッシュのように。 最も適切なものを見つけるために CRE をランダムに合成するという選択肢はありません。200 ヌクレオチドから考えられる組み合わせの数 – 研究者がテストした DNA 配列の長さ – 「観測可能な宇宙の原子を超えるだろう」彼らは思い出します 自然。そこで彼らは、さまざまな種類の細胞（この場合は神経細胞、血液細胞、肝細胞）における数十万の CRE の活性をテストできる強力な分子生物学ツールの利用を開始しました。 「新興分野」 この大規模なデータセットは、1 つの細胞型では活性化する可能性が高いが、他の 2 つの細胞型では活性化しない可能性が高い細胞を認識する人工ニューラル ネットワークをトレーニングするために使用されました。次に研究者らは、これらのモデルに、特定の細胞内の遺伝子の発現を制御できる新しい配列を考え出すように依頼しました。これらの人工 CRE…