پیش‌بینی جهش‌های ژنتیکی بیماری‌زا با کمک هوش مصنوعی

گروهی از محققان بین‌المللی با استفاده از پایگاه داده‌ای DNA پستانداران، توانستند به روش‌هایی برای پیش‌بینی دقیق‌تر از جهش‌های ژنتیکی که باعث بروز بیماری در انسان‌ها می‌شود، دست یابند.

در این پروژه، اطلاعات ژنتیکی تقریبا ۸۰۰ پستاندار متعلق به ۲۳۳ گونه مختلف از میمون، گوریل و لمور گردآوری شد. سپس یک الگوریتم هوش مصنوعی مبتنی بر پایگاه داده ژنومی‌برای تجزیه و تحلیل دی‌ان‌ای ۴۵۴ هزار فرد شرکت‌کننده در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت.

محققان اعلام کرد که نتایج نشان‌دهنده پیش‌بینی‌های دقیق‌تری از بیماری‌های ژنتیکی در انسان‌ها بود. جفری راجرز، از کالج پزشکی Baylor و از پژوهشگران این طرح می‌گوید: ما نشان دادیم که هر چه اطلاعاتمان درباره تنوع ژنتیکی در پستانداران بیشتر باشد، می‌توانیم پیش‌بینی‌های بهتری را از جهش‌هایی ژنتیکی که ممکن انس باعث بروز بیماری در انسان شود، داشته باشیم.

در این بررسی، محققان یک الگوریتم هوش مصنوعی به نام PrimateAI-3D را با داده‌هایی از جهش‌های و ساختارهای سه بعدی پروتئین‌هایی که تولید می‌کنند، آموزش دادند.

کایل فرد، از متخصصان هوش مصنوعی در این باره می‌گوید: می‌توانید یک مدل زبانی مولد همانند چت جی‌پی‌تی را از طریق متون موجود در ویکی‌پدیا و یا سایر منابع آموزش دهید. ما در این جا، از فناوری یادگیری عمیق استفاده کردیم و داده‌های ما نیز از میلیون‌ها سال انتخاب طبیعی گردآوری شده است.

محققان در این تحقیق، از الگوریتم PrimateAI-3D و با استفاده از اطلاعات DNA و داده‌های پزشکی ۴۵۴ هزار داوطلب، برای شناسایی جهش‌های مضر برای انسان‌ها استفاده کردند و نتایج، در شناسایی گونه‌های ژنتیکی نادری که خطر بالای ابتلا به بیماری‌های رایج را ایجاد می‌کنند، موثر بود.

به گفته این محققان، الگوریتم هوش مصنوعی توسعه‌داده‌شده حدود ۱۲ درصد دقیق‌تر از روش‌های قبلی می‌تواند خطرات ژنتیکی را که در ایجاد بیماری و تهدید سلامتی همانند بروز بیماری‌های قبلی-عروقی و دیابت نوع ۲ نقش دارند، تشخیص دهد.

نتایج تحقیقات ژنومی‌برای محققان حاوی نکات جالب توجهی بود به طوری که طبق گفته آنها، میزان تنوع ژنتیکی در گونه‌های نخستین دو، سه و یا حتی چهار برابری بیشتر از انسان است. یافته‌ای که می‌تواند به پژوهشگران اطلاعات مهمی‌را درباره تنوع ژنتیکی انسان‌ها دهد.

پژوهشگران معتقدند که انسان‌های نخستین در ده‌ها و یا صدها هزار سال پیش، یعنی زمانی که جمعیت آنها به طور جدی کاهش یافت، تنوع ژنتیکی خود را از دست دادند. به گفته محققان، تنوع ژنتیکی پستانداران حتی در گونه‌های بسیار نادر و در معرض انقراض نیز یافت می‌شود و این موضوع، اثبات می‌کند که اگر بتوانیم زیستگاه‌های این موجودات را حفظ کنیم، می‌توان افزایش در تنوع ژنتیکی را شاهد باشیم.