Исследователи из MIT разработали ChromoGen, новаторскую модель ИИ, которая быстро предсказывает 3D-структуру генома, задачу, которая раньше занимала недели, а теперь выполняется за считанные минуты. Эта инновация, подробно описанная в Science Advances, сочетает в себе глубокое обучение с генеративным ИИ для анализа последовательностей ДНК и доступности хроматина, что позволяет быстро генерировать тысячи структур хроматина.
3D-структура генома определяет экспрессию генов и клеточное разнообразие. ChromoGen использует двухкомпонентную систему: одна часть анализирует последовательности ДНК, а другая, генеративный компонент ИИ, предсказывает 3D-структуры на основе обучающего набора из более чем 11 миллионов конформаций хроматина. Это позволяет исследователям более эффективно изучать, как организация 3D-генома влияет на экспрессию генов и функции клеток.
Под руководством доцента кафедры химии MIT Бина Чжана, модель ИИ команды может предсказывать тысячи структур хроматина за считанные минуты, что значительно быстрее, чем современные экспериментальные методы. Прогнозы модели соответствуют экспериментальным данным и точно предсказывают данные из других типов клеток, что делает ее ценным инструментом для изучения вариаций хроматина и их функциональных эффектов. Исследователи сделали свою модель и данные общедоступными, приглашая к дальнейшим научным исследованиям.