Искусственный интеллект взломал код жизни

Прорыв в биотехнологиях: искусственный интеллект впервые создал функциональные молекулы ДНК для управления генами

Испанские ученые из Центра геномного регулирования совершили революционное открытие в мире биотехнологий. Впервые в истории искусственный интеллект самостоятельно спроектировал молекулы ДНК, способные эффективно контролировать активность генов в живых клетках млекопитающих.

ИИ разработал особые участки ДНК - энхансеры, представляющие собой последовательности генетических символов (A, T, C, G) длиной около 250 нуклеотидов. Эти уникальные фрагменты действуют как молекулярные переключатели, позволяя с высокой точностью активировать или деактивировать определенные гены в конкретных типах клеток, например, направляя стволовые клетки к превращению в эритроциты. По сути, ученые достигли настоящего программирования клеток на молекулярном уровне.

Синтезированные искусственным интеллектом энхансеры были химически воссозданы и доставлены в клетки крови лабораторных мышей с помощью вирусных векторов. Для наглядной демонстрации работы системы исследователи запрограммировали активацию генов, отвечающих за синтез флуоресцентного белка. Эксперименты подтвердили исключительную точность технологии: целевые гены активировались именно в тех клетках, для которых были предназначены.

Доктор Роберт Фромель, ведущий автор исследования, подчеркивает, что новая разработка предоставляет ученым беспрецедентные возможности управления клеточной активностью и может стать фундаментом для инновационных методов лечения заболеваний, связанных с генетическими нарушениями, включая рак и аутоиммунные патологии.

Для обучения искусственного интеллекта "языку" клеток научная группа проанализировала тысячи экспериментов, изучая механизмы взаимодействия энхансеров с белками-транскрипционными факторами. За пятилетний период исследователи создали внушительную коллекцию из более чем 64 тысяч искусственных энхансеров – крупнейшую в мировой науке.

В ходе исследований выяснилось, что большинство энхансеров регулируют генную активность по принципу "громкости", усиливая или ослабляя экспрессию генов. Однако ученые обнаружили неожиданный феномен: некоторые комбинации факторов, обычно активирующих гены, при совместном действии подавляли их работу. Это явление, названное "отрицательной синергией", стало важным открытием и позволило значительно повысить точность прогнозирования ИИ при создании новых последовательностей.

В перспективе данная технология может стать краеугольным камнем персонализированной медицины, позволяя активировать необходимые гены исключительно в пораженных клетках без нежелательных побочных эффектов. Научная группа уже работает над совершенствованием искусственного интеллекта для создания более сложных генетических конструкций, что открывает путь к глубокому пониманию и контролю клеточных процессов.