Các nhà nghiên cứu MIT đã phát triển ChromoGen, một mô hình AI đột phá giúp dự đoán nhanh chóng cấu trúc 3D của bộ gen, một nhiệm vụ trước đây mất hàng tuần, giờ đây có thể đạt được trong vài phút. Sự đổi mới này, được trình bày chi tiết trong Science Advances, kết hợp học sâu với AI tạo sinh để phân tích trình tự DNA và khả năng tiếp cận chromatin, cho phép tạo ra nhanh chóng hàng nghìn cấu trúc chromatin.
Cấu trúc 3D của bộ gen quy định sự biểu hiện gen và sự đa dạng tế bào. ChromoGen sử dụng một hệ thống hai phần: một phần phân tích trình tự DNA và phần còn lại, một thành phần AI tạo sinh, dự đoán cấu trúc 3D dựa trên một tập huấn luyện gồm hơn 11 triệu cấu dạng chromatin. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu cách tổ chức bộ gen 3D ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen và chức năng tế bào hiệu quả hơn.
Dưới sự dẫn dắt của Phó Giáo sư Hóa học Bin Zhang của MIT, mô hình AI của nhóm có thể dự đoán hàng nghìn cấu trúc chromatin trong vài phút, nhanh hơn đáng kể so với các kỹ thuật thử nghiệm hiện tại. Các dự đoán của mô hình phù hợp với dữ liệu thử nghiệm và dự đoán chính xác dữ liệu từ các loại tế bào khác, khiến nó trở thành một công cụ có giá trị để khám phá các biến thể chromatin và các tác động chức năng của chúng. Các nhà nghiên cứu đã công khai mô hình và dữ liệu của họ, mời gọi các khám phá khoa học sâu hơn.