ИИ определяет ключевые наборы генов, вызывающие сложные заболевания

05:00, 25 Июн.

Биофизики Северо-Западного университета разработали новый вычислительный инструмент для определения комбинаций генов, лежащих в основе таких сложных заболеваний, как диабет, рак и астма. В отличие от нарушений, вызванных одним геном, эти состояния обусловлены сетью из нескольких генов, работающих вместе.

Но само число возможных комбинаций генов огромно, что делает для исследователей невероятно сложным определение конкретных из них, вызывающих заболевание.

Используя модель генеративного искусственного интеллекта (ИИ), новый метод усиливает ограниченные данные по экспрессии генов , позволяя исследователям определять закономерности активности генов, которые вызывают сложные признаки.

Эта информация может привести к новым и более эффективным методам лечения заболеваний, включающим молекулярные мишени, связанные с несколькими генами.

Исследование «Генеративное прогнозирование наборов причинных генов, ответственных за сложные признаки» опубликовано в Трудах Национальной академии наук. «Многие заболевания определяются комбинацией генов, а не одним», — сказал Эдилсон Моттер из Северо-Западного университета, старший автор исследования.

«Такую болезнь, как рак, можно сравнить с авиакатастрофой.

В большинстве случаев для того, чтобы самолет потерпел крушение, должно произойти несколько отказов, а различные комбинации отказов могут привести к схожим результатам. Это усложняет задачу определения причин.

Наша модель помогает упростить ситуацию, выявляя ключевых игроков и их коллективное влияние». Эксперт по сложным системам , Моттер — профессор физики имени Чарльза Э. и Эммы Х. Моррисон в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга и директор Центра сетевой динамики.

Другие авторы исследования — все связаны с лабораторией Моттера — это научный сотрудник Бенджамин Кузнец-Спек, аспирант Будука Огонор и научный сотрудник Томас Вайток.

Текущие методы не оправдывают ожиданий Десятилетиями исследователи пытались разгадать генетические основы сложных человеческих черт и болезней.

Даже неболезненные черты, такие как рост, интеллект и цвет волос, зависят от наборов генов. Существующие методы, такие как исследования ассоциаций по всему геному , пытаются найти отдельные гены, связанные с признаком.

Но им не хватает статистической мощности для обнаружения коллективных эффектов групп генов. «Проект «Геном человека» показал нам, что у нас всего в шесть раз больше генов, чем у одноклеточной бактерии», — сказал Моттер.

«Но люди гораздо более сложны, чем бактерии, и одно лишь количество генов этого не объясняет. Это подчеркивает распространенность мультигенных отношений и то, что именно взаимодействия между генами приводят к возникновению сложной жизни».

«Определение отдельных генов по-прежнему ценно», — добавил Уайток. «Но существует лишь очень малая часть наблюдаемых признаков, или фенотипов, которые можно объяснить изменениями в отдельных генах.

Вместо этого мы знаем, что фенотипы являются результатом совместной работы многих генов. Таким образом, имеет смысл, что несколько генов обычно способствуют изменению признака».

Не гены, а экспрессия генов Чтобы помочь преодолеть давний разрыв в знаниях между генетическим строением (генотипом) и наблюдаемыми признаками (фенотипом), исследовательская группа разработала сложный подход, сочетающий машинное обучение с оптимизацией.

Модель, получившая название Transcriptome-Wide conditional Variational auto-Encoder (TWAVE), использует генеративный ИИ для выявления закономерностей из ограниченных данных по экспрессии генов у людей.

Соответственно, она может эмулировать болезненные и здоровые состояния, чтобы изменения в экспрессии генов можно было сопоставить с изменениями в фенотипе.

Вместо того, чтобы изучать эффекты отдельных генов изолированно, модель определяет группы генов, которые в совокупности вызывают появление сложного признака.

Затем метод использует структуру оптимизации для определения конкретных изменений генов, которые с наибольшей вероятностью изменят состояние клетки со здорового на больное или наоборот.

«Мы смотрим не на последовательность генов, а на экспрессию генов», — сказал Вайток. «Мы обучили нашу модель на данных клинических испытаний, поэтому мы знаем, какие профили экспрессии являются здоровыми или больными.

Для меньшего числа генов у нас также есть экспериментальные данные , которые говорят о том, как сеть реагирует, когда ген включается или выключается, и мы можем сопоставить их с данными по экспрессии, чтобы найти гены, вовлеченные в заболевание».

Сосредоточение на экспрессии генов имеет множество преимуществ. Во-первых, это обходит проблемы конфиденциальности пациента.

Генетические данные — фактическая последовательность ДНК человека — изначально уникальны для каждого человека, предоставляя сугубо личный план здоровья, генетических предрасположенностей и семейных отношений.

Данные об экспрессии, с другой стороны, больше похожи на динамический снимок клеточной активности. Во-вторых, данные об экспрессии генов неявно учитывают факторы окружающей среды , которые могут включать или выключать гены для выполнения различных функций.

«Факторы окружающей среды могут не влиять на ДНК, но они определенно влияют на экспрессию генов», — сказал Моттер.

«Таким образом, наша модель имеет преимущество в том, что косвенно учитывает факторы окружающей среды». Путь к персонализированному лечению Чтобы продемонстрировать эффективность TWAVE, команда протестировала его на нескольких сложных заболеваниях.

Метод успешно идентифицировал гены (некоторые из которых были пропущены существующими методами), вызывающие эти заболевания. TWAVE также показал, что разные наборы генов могут вызывать одно и то же сложное заболевание у разных людей.

Это открытие предполагает, что персонализированные методы лечения могут быть адаптированы к конкретным генетическим факторам заболевания пациента.

«Болезнь может проявляться одинаково у двух разных людей», — сказал Моттер. «Но, в принципе, у каждого человека может быть задействован разный набор генов из-за генетических, экологических и образ жизни различий.

Эта информация может сориентировать персонализированное лечение».

Рубрика: Техно. Читать весь текст на android-robot.com.

Клубный ЧМ. Групповой этап. «Атлетико» обыграл «Сиэтл Саундерс», «ПСЖ» против «Ботафого», «Интер Майами» победил «Порту» «Интер Майами» Лионеля Месси обыграл «Порту» (2:1). В пятницу «Атлетико» обыграл «Сиэтл Саундерс» (3:1), «ПСЖ» – с «Ботафого», «Челси» сразится с «Фл...

Основатель Huawei заявил, что чипы все еще отстают от американских на «одно поколение» Чипы китайского технологического гиганта Huawei по-прежнему «отстают от американских на одно поколение», заявили государственные СМИ его основатель и...

Ультразвуковая зубная щетка обещает безболезненную проверку скрытых проблем с деснами При посещении стоматолога вы, возможно, помните, как вас тыкали и кололи тонким металлическим инструментом, чтобы проверить зубы и десны. Эта техника...

FMCG-маркетинг: как завоевать рынок, где всё решают секунды Представьте себе прилавок супермаркета. Тысячи товаров стоят плечом к плечу, борясь за внимание покупателя. И вот вы — производитель одного из этих т...

На что важно обратить внимание при выборе микрозаймов? Микрозаймы — это не просто удобный способ получить деньги в нужный момент, но и финансовая ловушка, если подойти к выбору необдуманно. Как не ошибить...

В сети появились рендеры Sony Xperia 1 V Мы надеемся, что Xperia 1 V уже не за горами. По-прежнему существует определенная вероятность того, что телефон появится на выставке MWC в Барселоне ...

Samsung показала Galaxy S23 и S23+ с обновленным дизайном Вслед за Galaxy S23 Ultra сегодня показали и обновление базовых моделей Galaxy S. И хотя Samsung улучшила основные аппаратные и программные функции, ...

Курскую святыню- икону Божьей Матери «Знамение» доставили в Коренную пустынь В Воскресенском храме Курской области прошли церковные богослужения, объединившие курян и священнослужителей со всего соловьиного края. 20 июня верую...

Курские школьники приняли участие в финальных испытаниях по нормативам ГТО В Курске на стадионе Трудовые резервы состоялся финал регионального этапа фестиваля Всероссийского физкультурно-спортивного комплекса «Готов к ...

Военный эксперт объяснил, чем закончится ирано-израильская война Конфликт между Израилем и Ираном вышел за рамки привычной «войны из тени». Впервые за долгие годы удары по иранской территории наносятся столь массов...

Белый рис и другие продукты, которые становятся полезнее после охлаждения Охлаждение некоторых продуктов питания меняет их химическую структуру. В результате у них повышается питательная ценность. Белый рис. Во время пригот...

Павел Прилучный решил подать в суд на Агату Муцениеце за клевету Об этом стало известно после очередного заседания суда. Тяжбы между бывшими супругами длятся уже несколько лет. На последнем заседании пытались решит...

Путин на ПМЭФ: нужно уходить от деления компаний на оборонные и гражданские Президент заявил, что преимущество сейчас у тех, кто способен делать товары «двойного назначения». Это продукция, которая может использоваться и мирн...

Психология Прибыльного Трейдера: ЧЕК-ЛИСТ [подробный план по шагам] Психология трейдера — ключевой элемент, который отличает убыточного «игрока» от стабильного профессионала. Ранее на этом сайте мы уже говор...

Паттерны DBLHC и DBHLC | Price Action Сегодня продолжим рассматривать разворотные паттерны Прайс Экшн — DBLHC и DBHLC. Использовать в трейдинге их совсем не сложно, поэтому эта стра...

Путин о СВО, ядерной войне и конфликте Израиля с Ираном: главные заявления с пленарного заседания ПМЭФ-2025 Президент России Владимир Путин, выступая на пленарном заседании Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ-2025), уделил большое вним...

Топ 5 - Лучшие проекторы с аккумуляторами За яркость проекторов с аккумуляторами приходится переплачивать в 3-6 раз больше по сравнению с обычными моделями, поэтому приобретать такой проектор...

ТОП 5 - Лучшие LED/LASER проекторы для домашних кинотеатров LED/LASER проекторы пока так и не приблизились по ценам к ламповым моделям, а их уже вытесняют большие телевизоры, которые стремительно дешевеют Наст...

Экстрадиция Промеса, миллионы для судьи от боссов «Торпедо», назначение Челестини в ЦСКА, трансфер Виртца в «Ливерпуль», проблемы Ямаля с 29-летними девушками и другие новости 1. Квинси Промес, осужденный по делам о наркотрафике и нападении на двоюродного брата с ножом, экстрадирован в Нидерланды из Дубая. Бывший полузащитн...

Крипторынок оказался ни защитным, ни рисковым пока Влияние на рынок:2Биткойн не смог извлечь выгоду из роста рисковых настроений на финансовых рынках. Соотношение американских акций и казначейских обл...

Швейцария может активней давить на франк для возвращения инфляции Влияние на рынок:3Опубликованные в понедельник данные отметили падение индекса цен производителей и импорта Швейцарии на 0.5% за май против ожидавшег...

«Почему он не в колонии?»: Известный адвокат возмущена «щадящим» условным сроком для Навального Лидеру ФБК в 2017 году продлили испытательный срок до 2020 года. Адвокат Сталина Гуревич вновь призывает МВД обратить пристальное внимание на персону...

Уже отпустили? Экс-глава Раменского района активничал в соцсети после ареста за якобы убийство любовницы Проверка на полиграфе косвенно подтвердила вину Андрея Кулакова, сообщают СМИ. После задержания экс-главы Раменского района, на странице подозреваемо...

От идеи до бизнеса: в Брянске растет новое поколение предпринимателей Финал 7-го сезона образовательной программы «Я в деле», прошедший 15 июня в гриль-парке «Дача», стал настоящим праздником предпринимательского духа. ...

Вице-президент Сбербанка: ИИ не заменит специалистов, но повысит их эффективность Вице-президент Сбербанка и председатель Среднерусского банка Евгений Титов рассказал о роли искусственного интеллекта в работе специалистов. По его с...

ОСФР по Тверской области оказывает поддержку работодателям за оборудование рабочих мест для людей с инвалидностью Субсидию в размере до 200 тысяч рублей могут получить организации Тверской области на оборудование рабочего места для специалиста с инвалидностью. Та...

ПМЭФ-2025: Тверской области заключила 18 соглашений по инвестпроектам с созданием 8200 рабочих мест На ПМЭФ-2025 Тверская область заключила 18 соглашений о сотрудничестве и реализации инвестиционных проектов на общую сумму 91,5 млрд рублей. Это, как...

Инвестиции в европейские центры обработки данных превысят 100 млрд евро к 2030 году Первый отчет EUDCA о состоянии рынка показывает, что европейская индустрия центров обработки данных привлечет стремительный рост инвестиций, несмотря...

Центры обработки данных увеличили расходы на 9,4 млрд долларов в крупнейшей сети США Растущие потребности центров обработки данных в энергии обуславливают напряженность в условиях спроса и предложения. Быстрое развитие центров обработ...

"Вот это настоящая измена!". Королева Камилла посетила скачки Royal Ascot с сумкой, которая названа в честь принцессы Дианы В сети обсуждают новый выход королевы Камиллы. Всё дело в том, что в рамках Королевского Аскота она появилась с сумкой Lady Dior, которая получила св...

"Он знает, что мама отпустила его". Сын Агаты Муцениеце и Павла Прилучного тяжело переживает суд родителей Сын 36-летней Агаты Муцениеце и 37-летнего Павла Прилучного, Тимофей, тяжело переживает конфликт между родителями. По словам адвоката актёра, Оксаны ...

Топ 10 самых влиятельных философов древности Философия древности заложила основы для понимания мира и человеческой природы. Эти мыслители задавали вопросы, которые остаются актуальными и сегодня...

Как безопасно купить автомобиль: особенности и этапы, плюсы обращения в DSS Group Покупка автомобиля – всегда радостное и в то же время волнительное событие, к реализации которого нужно подходить серьезно и основательно. Чтобы выбр...

Исправление ошибок в бухгалтерском учете Ведение бухгалтерии — дело тонкое и ответственное: даже опытные специалисты иногда допускают огрехи. Главное — не игнорировать ошибку, а устранить её...

Биржа криптовалют Binance Тому, кто хочет торговать криптовалютой, зарабатывая на этом, нужна надёжная биржа. Это обеспечит спокойствие и уверенность в сохранности денег. Сред...

Фестиваль казачьей культуры «Брянская Казарла» прошел в Брянске В Брянске, в парке «Майский», состоялся турнир «Казарла» по владению шашкой, собравший множество отважных участников разных покол...

Valve официально прекратила поддержку CS:GO Компания Valve объявила о прекращении поддержки легендарной игры Counter-Strike: Global Offensive с 1 января 2024 года.С начала нового года компания ...

CS2: борьба за 200 тыс. долларов. Кто победит? В данной статье вы увидите обзор финалистов Elisa Masters Espoо 2023, а также общую информацию по турниру! Турнир Elisa Masters Espoo 2023 – это круп...

Изыскания для строительства: основа успешного проектирования и безопасного строительства Процесс строительства является многогранным и сложным, включающим множество этапов, начиная от проектирования и заканчивая сдачей объекта в эксплуата...

Где применяется струя бобра? Струя бобра – это уникальное натуральное средство, которое добывается из желез бобров. Используется в различных областях, включая медицину, парфюмери...

Аппаратная замена масла акпп Аппаратная замена масла в АКПП предполагает полную замену масла для поддержания работы АКПП и продления срока её эксплуатации. К основным преимуществ...

Специальная мойка Чистый воздух Чистый воздух В мире загрязнение воздуха становится всё более актуальной проблемой, обеспечение чистоты является серьезной задачей. Чтобы улучшить ка...

С 1 июля будут полностью запрещены бани: любителям попариться у себя на участке придётся поискать другие места С 1 июля будут полностью запрещены бани: любителям попариться у себя на участке придётся поискать другие местаВ России действуют особые правила испол...

Овощ, который убивает почки напрочь: в Европе его не едят, а в России многие обожают Овощ, который убивает почки напрочь: в Европе его не едят, а в России многие обожаютРевень, популярный в России для пирогов и компотов, содержит щаве...

Чипсы и не только: названы повседневные продукты, которые повысят ваше давление Худшая еда - это обычно та, которую вы заказываете в ресторанах или покупаете в магазине (речь идёт о расфасованных продуктах). В такой пище много на...

Зелёные изгороди на даче попадают под строгий запрет: теперь за растения-заборы придётся платить штраф Зелёные изгороди на даче попадают под строгий запрет: теперь за растения-заборы придётся платить штрафОказывается, дачникам теперь нельзя сажать раст...

Метод моей бабушки работает: ржавая вода из-под крана станет чище, чем артезианская — никакие фильтры не нужны Метод моей бабушки работает: ржавая вода из-под крана станет чище, чем артезианская — никакие фильтры не нужны Моя бабушка наливала воду из-под крана...

Анонс Windows 11 Insider Preview Build 26100.4482 (канал Release Preview) Microsoft выпустила новую предварительную сборку Windows 11 (версия 24H2) под номером 26100.4482 (KB5060829) для участников программы Windows Insider...

Анонс Windows 11 Insider Preview Build 27881 (канал Canary) Добрый вечер, друзья! Microsoft выпустила новую предварительную сборку Windows 11 под номером 27881 для участников программы Windows Insider, использ...

В Брянске состоялся митинг в честь Дня памяти и скорби Торжественное мероприятие, посвящённое Дню памяти и скорби, состоялось в Брянске сегодня, 22 июня. Митинг был проведён на площади Партизан, сообщает ...

Жители Брянска приняли участие в акции «Свеча памяти» на Кургане Бессмертия Памятные мероприятия, приуроченные ко Дню памяти и скорби, состоялись в Брянске вчера, 21 июня. У стелы Воинской славы на Кургане Бессмертия провели ...

В Северной столице прошла премьера исторического сериала "Государь" На мероприятие приехали режиссер Сергей Гинзбург, продюсер картины Константин Эрнст, исполнители главных ролей Константин Плотников и Евгений Ткачук,...

Алиса Лобанова рассказала о доступности экипировки для семей, где каждый рубль на счету на ПМЭФ-25 Алиса Лобанова, предприниматель, основатель российского бренда одежды NEVA на XXVIII Петербургском международном экономическом форуме заключила согла...

Выпускница МИФИ создала программу для диагностики рака мозга Выпускница Инженерно-физического института биомедицины (ИФИБ) МИФИ Татьяна Кобякова разработала проект, который поможет в диагностике метастазов в го...

Клубный ЧМ. Групповой этап. «Реал» обыграл «Пачуку», «Ювентус» разгромил «Видад», «Ман Сити» против «Аль-Айна» «Интер Майами» Лионеля Месси обыграл «Порту» (2:1). В пятницу «Атлетико» обыграл «Сиэтл Саундерс» (3:1), «ПСЖ» уступил «Ботафого» (0:1), «Челси» прои...

Расход 2,2 л/100 км и солнечная крыша — новое поколение технологичной Toyota Компания Toyota представила новую версию популярного гибрида – Prius Plug-in Hybrid 2026 модельного года. В линейке будут доступны стандартные компле...

Дешевый, экономичный, трансформируемый — представлен автомобиль новой концепции Стартап Slate решил объединить общеамериканскую любовь к пикапам и мечту о создании доступного электромобиля. Его первенцем стала компактная модель (...

Новый ресурс для любителей спортивных соревнований Любителям активного образа жизни стал доступен новый информационный портал - Сравни спортивные новости. Платформа предлагает актуальные сводки, анали...

Где смотреть матчи НБА, КХЛ и других видов спорта? Сегодня болельщики имеют доступ к спортивным трансляциям с любой точки мира, что связано с постоянным развитием цифровых технологий. Чтобы не пропуст...

«Авито»: компаниям нужно переставать быть скучными, чтобы выигрывать конкуренцию за внимание 20 июня на ПМЭФ прошла сессия об экономике внимания при поддержке «Авито AdTech», которая объединила ключевых представителей медиасферы. Ксения Собча...

Обзор смартфона IQOO Neo 10 IQOO продолжает выпускать новинки с акцентом на производительность, а мы тестируем и знакомим вас с особенностями устройств. В этом обзоре поделимся ...

Тревожное расстройство: новейший подход к терапии Photo by Hailey Reed on Unsplash Всем знакомо чувство тревоги. Наш организм посылает сигнал, предупреждающий об опасности и призывающий принять необх...

DOOGEE представила новые флагманы Технологические новинки из Поднебесной. Китайские разработчики представили на российском рынке потрясающие смартфоны: стильную премиум-модель 4 в одн...

Хитрость, которую должен знать каждый пользователь Snapchat Если вы пользователь Snapchat, который когда-либо имел несчастье использовать приложение на телефоне Android, то вы наверняка уже в курсе, как хорошо...

"Люди настоящие, без фейковых улыбок". Марьям Тилляева рассказала, почему переехала в Москву Внучка первого президента Узбекистана Марьям Тилляева встретилась с автором телеграм-канала “ЛюбаЕСТ” и рассказала, почему переехала в Москву. По сло...

Филипп Киркоров, Виктория Шелягова, Алсу, Ида Галич и другие посетили концерт Димы Билана Вчера на “ВТБ Арене” прошёл концерт Димы Билана, который пришли посмотреть его преданные поклонники и близкие друзья.Собравшиеся в VIP-ложе Филипп Ки...

Рената Литвинова показала, как выглядела в молодости, на фоне слухов о пластике Рената Литвинова показала, как выглядела в молодости. 58-летняя актриса опубликовала в своём инстаграме* архивные снимки с собой."Фото, найденные у м...

Павел Дуров открыл вакансию в Telegram с зарплатой 1 млн долларов Павел Дуров объявил о конкурсе для разработчиков. В своём телеграм-канале 40-летний создатель Telegram сообщил, что победитель получит 50 тыс. доллар...

Брянский губернатор поздравил выпускников-кадетов Стародубского казачьего корпуса 24 мая в Брянской области, как и по всей России для выпускников школ прозвенел последний звонок. Прозвучал он и для 18 кадет Стародубского казачьего ...

БГУ имени академика И.Г. Петровского: История, достижения и современные образовательные инициативы История университета восходит к 1930 году, когда был основан Новозыбковский государственный педагогический институт. Брянский государственный универс...