AlphaGenome 2 dự đoán tác động của DNA theo từng tế bào
· Ban biên tập BehindLines
Ngày 11/11, Google DeepMind giới thiệu AlphaGenome 2, một mô hình AI ước tính một biến đổi DNA làm thay đổi hoạt động của gen như thế nào trong một loại tế bào cụ thể. Theo thông báo của công ty, nó kế nhiệm AlphaGenome, vốn chủ yếu suy luận trên giá trị trung bình của toàn bộ mô.
Vấn đề được nhắm tới
Hầu như mọi tế bào trong cơ thể đều mang cùng một vật liệu di truyền (DNA), nhưng tế bào cơ tim, tế bào da và tế bào miễn dịch không bật cùng các gen. Vì vậy, cùng một biến đổi di truyền có thể gây tác động rất khác nhau giữa các tế bào. Theo The Verge, mô hình mới nhằm nắm bắt những khác biệt này.
Điều thay đổi
AlphaGenome 2 là mô hình có điều kiện: nó nhận một chuỗi DNA dài một triệu chữ cái cùng loại hoặc trạng thái tế bào mục tiêu, rồi chỉ dự đoán tác động cho điều kiện đó. Theo DeepMind, nó được huấn luyện trên hơn 107 triệu hồ sơ tế bào đơn lẻ của người và chuột, bao phủ 68 mô. Nó cũng dự đoán quá trình methyl hóa DNA, một chỉ số mà các nhà nghiên cứu đã yêu cầu.
Theo DeepMind, mô hình tìm ra số biến thể làm thay đổi biểu hiện gen trong tế bào nhiều gần gấp đôi so với mô hình tốt nhất trước đó. Trên dữ liệu của một nghiên cứu vắc-xin phòng Covid-19 dựa trên RNA thông tin, nó phân biệt được các tế bào T được vắc-xin kích hoạt với các tế bào T đang nghỉ.
The Verge cho biết mô hình còn có thể thích ứng với các loại tế bào mới mà không cần huấn luyện lại, và phát hiện các khoảng trống trong dữ liệu thực nghiệm, giúp chọn các thí nghiệm tiếp theo.
Giới hạn và cách tiếp cận
Các dự đoán chi tiết tốn nhiều tính toán hơn mô hình đầu tiên, nên mô hình đó không bị thay thế, một nhà nghiên cứu của DeepMind giải thích với The Verge. AlphaGenome 2 có sẵn cho nghiên cứu phi thương mại qua giao diện AlphaGenome, kèm bản xem trước riêng giới hạn cho nghiên cứu thương mại. DeepMind nói muốn tạo thêm dữ liệu, nhất là cho các trạng thái tế bào còn ít được đại diện, và về lâu dài cân nhắc huấn luyện mô hình trên nhiều loài.
Vì sao điều này quan trọng
Gắn một biến đổi di truyền với một loại tế bào cụ thể có thể giúp giải thích nguồn gốc của một số bệnh, vì thuốc nhắm vào các protein và tế bào nhất định. Hiệu năng được công bố là của chính công ty, và công ty nói rõ mô hình chỉ dành cho nghiên cứu, chưa được kiểm chứng hay phê duyệt cho mục đích lâm sàng hoặc chẩn đoán.