В России разработали нейросеть для создания генетической карты по ДНК

Метод может ускорить аннотирование геномов организмов, для которых пока нет детальных биологических сведений.

Искусственный интеллект019 минут назад

Российская нейронная сеть GENATATOR автоматизирует разметку генов в ДНК, что может значительно ускорить создание генетических карт для слабо изученных организмов. Модель, разработанная учеными из Института AIRI, анализирует последовательности ДНК, определяя границы генов, их тип и внутреннюю структуру, что является сложной задачей из-за отсутствия универсальных маркеров для начала и конца генов.

В отличие от традиционных методов, основанных на строгих правилах, новая система применяет машинное обучение на обширных наборах геномов. Это позволяет ей выявлять не только участки, кодирующие белки, но и сложные для анализа гены длинных некодирующих РНК. Модель функционирует поэтапно: сначала предсказывает границы, затем проверяет участки, классифицирует их и уточняет внутреннюю структуру, отделяя экзоны от интронов.

Эта технология особенно ценна для «немодельных» организмов, для большинства из которых существуют лишь «сырые» сборки генома без аннотаций. В ходе испытаний GENATATOR, обученная на генах человека и 38 видов млекопитающих, успешно применила свои закономерности к совершенно другим организмам, таким как плодовая мушка, растения и дрожжи. Более того, система смогла обнаружить редкие «ядовитые» экзоны, включение которых приводит к деградации РНК-молекулы.

Как подчеркнули в AIRI, точность определения границ имеет критическое значение, так как ошибка всего в один нуклеотид может вызвать смещение рамки считывания и полностью исказить предсказание структуры белка. Для оценки и сравнения качества модели был создан открытый лидерборд, где она демонстрирует лучшие результаты по ряду метрик. Модели можно найти по ссылке на Hugging Face.

VerKoИсточники:AIRIИскусственный интеллект0РоссияИИ19 минут назад