近日,美国科学界传来一项关于遗传学研究的新突破。研究显示,科学家成功利用生成式人工智能技术,实现了对染色质三维结构的高效分析,这一成果有望极大地推进我们对细胞功能及其遗传机制的理解。
染色质,这一细胞核内的关键结构,由DNA和蛋白质等复杂成分构成。其独特的结构使得长达2米的DNA链得以紧凑地存在于直径仅为百分之一毫米的细胞核中。更重要的是,染色质的结构差异会直接影响哪些基因得到有效表达,从而决定细胞的不同功能。
传统的研究方法,依赖于繁琐的实验过程,分析一个细胞的染色质结构往往需要耗费一周的时间。然而,麻省理工学院的研究人员近日在《科学进展》杂志上发表了一项革命性的研究,他们开发出了一种名为ChromoGen的人工智能模型,能够在几分钟内快速准确地分析细胞中染色质的结构。
ChromoGen模型由两个核心部分组成:一个深度学习模型和一个生成式人工智能模型。深度学习模型负责“解读”基因组,分析DNA序列和染色质中的相关信息;而生成式人工智能模型则根据这些信息,构建出染色质的三维结构。这两个模型在经过超过1100万个染色质结构的训练后,能够协同工作,针对不同的细胞环境,精确分析并确定相关的染色质结构。