AI güdümlü genom tasarımında atılım
Biyolojik araştırmalarda önemli bir ilerlemeyi işaret eden yeni bir yapay zeka modeli tanıtıldı. Çeşitli yaşam formlarını kapsayan 128.000 genomdan oluşan bir veri kümesi kullanılarak geliştirilen bu AI, tüm kromozomları ve küçük genomları sıfırdan üretebilir. Araştırmacılar, hastalıklarla ilişkili kodlamayan gen varyantlarını yorumlama potansiyeline sahip olduğunu iddia ederek genetik araştırmalarda güçlü bir araç haline getiriyor. Bu gelişmenin, DNA dizileri ve işlevleri hakkında daha derin bir anlayışı kolaylaştırarak genom mühendisliğini geliştirmesi beklenmektedir.
AI modeli hakkında
A’ya göre çalışmak ARC Enstitüsü tarafından yayınlanan EVO-2 adlı AI modeli, Stanford Üniversitesi ve Nvidia ile işbirliği içinde geliştirilmiştir. Web arayüzleri aracılığıyla sağlanan model, araştırmacılara DNA dizileri oluşturma ve analiz etme olanağı sağlar. ARC Enstitüsü’ndeki biyo-kullanan Patrick Hsu ve California Üniversitesi Berkeley, bir basın brifingi sırasında EVO-2’nin bilim adamlarının araştırma ihtiyaçlarına uygun olarak değiştirebileceği bir platform olarak hizmet etmeyi amaçladığını belirtti.
Geniş bir genom deposu üzerinde eğitilmiş
Öncelikle protein sekanslarına odaklanan önceki AI modellerinin aksine, EVO-2, hem kodlama hem de kodlama olmayan dizileri kapsayan genom verileri üzerinde eğitilmiştir. Bu kapsamlı eğitim seti, 9.3 trilyon DNA harfini kapsayan insanlar, hayvanlar, bitkiler, bakteriler ve arkea genomlarını içerir. Ek serpiştirilmiş kodlama ve kodlayıcı olmayan bölgeler içeren ökaryotik genomların karmaşıklığı, gen aktivitesini tahmin etme yeteneğini geliştirmek için EVO-2’nin çerçevesine dahil edilmiştir.
Performans değerlendirmesi ve yetenekleri
Anshul Kundaje, Stanford Üniversitesi’nde Hesaplamalı Genomikçi, belirtilmiş Doğa için EVO-2’nin yeteneklerini tam olarak değerlendirmek için bağımsız testler gerekecektir. Ön sonuçlar, meme kanserine bağlı BRCA1 gibi genlerde mutasyonların etkilerini tahmin ederken yüksek düzeyde performans gösterdiğini göstermektedir. Model ayrıca yünlü mamut genomunu analiz etmek için kullanıldı ve ayrıca karmaşık genetik yapıları yorumlama yeteneğini gösterdi.
Yeni DNA dizileri üretme
AI, CRISPR gen editörlerinin yanı sıra bakteriyel ve viral genomlar da dahil olmak üzere yeni DNA dizilerinin tasarlanmasında test edilmiştir. Modelin önceki sürümleri eksik genomlar üretti, ancak EVO-2, biyolojik olarak daha makul diziler üreterek iyileştirmeler gösterdi. Stanford Üniversitesi ve ARC Institute hesaplamalı biyolog Brian Hie, ilerleme kaydedilirken, bu sekansların canlı hücrelerde tamamen işlevsel olabilmeden önce daha fazla iyileştirmenin gerekli olduğunu belirtti.
Genetik araştırmalarda potansiyel uygulamalar
Araştırmacılar, EVO-2’nin gen ekspresyonunu kontrol eden düzenleyici DNA dizilerinin tasarlanmasına yardımcı olacağını öngörüyorlar. Çok hücreli organizmalarda hücre kimliğini etkileyen kromatin erişilebilirliği hakkındaki tahminlerini test etmek için deneyler devam etmektedir. Tatta Bio’nun hesaplamalı biyoloğu ve CEO’su Yunha Wang, EVO-2’nin bakteriyel ve arkeal genomlardan öğrenme yeteneğinin yeni insan proteinleri tasarlamaya yardımcı olabileceğini öne sürdü.
Genom tasarımında yapay zeka için gelecekteki beklentiler
Projeye katılan bilim adamları, protein tasarımının ötesine kapsamlı genom mühendisliğine doğru itmeyi amaçlamaktadır. Devam eden iyileştirmeler ve laboratuvar doğrulamaları ile EVO-2, sentetik biyoloji ve hassas tıptaki gelişmelere katkıda bulunabilir. Modelin genetik düzenlemeyi anlamadaki ve fonksiyonel DNA dizilerinin tasarlanmasındaki rolünün, daha fazla araştırmacının yeteneklerini benimsediği ve hassaslaştırdığı için büyümesi beklenmektedir.
