Показать меню
28 дек 14:32Политика

Новая нейросеть сделает популярный метод редактирования генома более точным

Новая нейросеть сделает популярный метод редактирования генома более точным

Российские биоинформатики предложили новую архитектуру нейронной сети, которая способна предсказать, насколько точно выбрана РНК, нацеливающая на редактируемый ген РНК в популярном методе редактирования генома CRISPR/Cas. Результаты работы, выполненной при поддержке гранта Российского научного фонда, опубликованы в журнале Nucleic Acids Research. Кратко о них рассказала пресс-служба фонда.

В природе система CRISPR/Cas служит для защиты бактерий от вирусов. При заражении геном вируса оказывается внутри бактериальной клетки, но поскольку его последовательности отличаются от бактериального генома, Cas-белки распознают вирусный геном как чужеродный и разрезают его. Чтобы в дальнейшем бактерия могла быстрее среагировать на вирус, фрагменты ДНК вируса сохраняются в клетке — почти как база вирусных сигнатур в компьютерном антивирусе. Они передаются из поколения в поколение и используются Cas-белками для защиты от новых вторжений.

В 2011–2013 годах ученые из разных лабораторий мира (Д. Даудна, Э. Шарпентье, Ф. Джанг в США и В. Шикснис в Литве) независимо друг от друга смогли адаптировать систему CRISPR/Cas к изменению произвольных последовательностей ДНК в клетках человека и животных, сделав редактирование генома значительно проще и эффективнее. Ключевые элементы технологии — гидовая, или наводящая, РНК и белок Cas9, который разрезает ДНК в месте, соответствующем ее последовательности. Затем клетка «залечит» разрез, но изменения уже будут внесены. Однако наводящая РНК не всегда попадает в нужное место и может неверно направить «генетические ножницы» Cas9.

Ученые из Сколтеха под руководством Константина Северинова применили глубокое обучение, гауссовские процессы и другие методы, чтобы решить проблему более точного выбора оптимальных наводящих РНК. Результатом стал набор нейросетей, которые представляют собой математические модели, реализованные в виде последовательных умножений матриц — больших наборов чисел со сложной внутренней структурой. Нейросеть способна к обучению благодаря наличию «памяти», определенным образом изменяемой каждый раз, когда система считает в режиме тренировки. Модели были обучены на разных наборах данных, содержащих десятки тысяч экспериментально подтвержденных гидовых РНК, с высокой точностью сработавших на клетках человека и других животных.

Алгоритм, предложенный учеными из Сколтеха, оценивает вероятности разрезания ДНК-мишеней в правильном месте для заданных гидовых РНК. На это можно ориентироваться при выборе инструмента редактирования в любой технологии, основанной на CRISPR/Cas. Ученые уже предложили заранее рассчитанный их нейросетью набор гидовых последовательностей РНК, позволяющих точно изменять гены 22-й хромосомы человека. Это стало возможным благодаря точности предсказания частоты разрезания и добавлению оценки погрешности, которую не предоставлял ни один ранее разработанный для решения такой задачи метод.

«Результаты нашей работы могут быть применимы в любом приложении технологий, которые основаны на CRISPR/Cas, будь то терапия генетических заболеваний, агротехнологии или эксперименты в фундаментальных научных исследованиях», — рассказывает аспирант Сколтеха Богдан Кириллов, один из создателей нового метода и первый автор статьи.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
В Москве пройдут крупные мероприятия в рамках программы «Социокультурные проекты»19:41Проблему просроченной ипотечной задолженности нужно анализировать в масштабах страны09:49В рамках проекта «Искусство нашего времени» создан интересный контент21:10Секреты успешной покупки жилья в Сингапуре: советы риэлтора20:19Деревянная архитектура и инновации: «РОССА РАКЕННЕ СПб» объявлена лауреатом премии «Стиль жизни 2024»11:51Теннисный турнир памяти Юрия Лужкова «Кожаная кепка 2024»: кто станет победителем?00:04Всероссийский теннисный турнир памяти Ю. М. Лужкова победил в номинации "Лучший турнир" национальной теннисной премии18:44Рынок недвижимости в условиях турбулентности: взгляд топ-риелтора Яны Ивановой15:02Создана рабочая группа для разработки методик хирургии стопы11:27Премьера фильма «Злая: Сказка о ведьме Запада» в Москве!19:31Эксперт рассказывает о тренде на подарки, которые дарят опыт и эмоции15:13Дизайнер Тимофей Кузнецов предложил новый логотип и фирменный стиль города Красногорска19:50Геосоциальное приложение Blink преодолело отметку в 10 млн пользователей22:40Тренд на онлайн-покупки среди пенсионеров: исследование «Пятёрочки Доставки»23:27Золотые шедевры русской музыки: Андреевский оркестр рыскрыл в Самаре «Душу России»22:06Новый камерный оркестр «Ансамбль 1703» под управлением известного дирижера Николая Хондзинского выступил в Эрмитажном театре18:41Патриотический конкурс «Театр Победы» привлёк театральные коллективы со всей России19:30«Термекс» на Big 5 Global в Дубае: широкий ассортимент продукции и инновации21:09
Популярные новости