ابزار هوش مصنوعی برای کمک به شناخت ژنوم های سرطان

یک ابزار هوش مصنوعی به کمک شناخت ژنوم های سرطان آمده است. قطعات DNA سرطانی تحلیل شده در این پژوهش، از ژنوم انسانی به دست آمده‌اند. توالی ژنوم‌ها، حاصل میلیون‌ها سال تکامل بوده و از طریق فرآیندهای «کپی-الصاق-ویرایش Copy-Paste-Edit» و تکامل تطبیقی Coevolution با عناصر دیگر شکل گرفته است؛ به عنوان مثال، 8 درصد از DNA ما ناشی از بیماری‌های ویروسی گذشته نشأت گرفته است.

فرآیندهای جهش مارپیچی که ژنوم‌های ما را شکل می‌دهند، در سلول‌های سرطانی تشدید شده و تهدیدی برای زندگی به شمار می‌روند. این فرآیندها منجر به جهش و تکثیر غیرقاعده‌مند سلول‌ها می‌شوند.

توالی تکراری DNA در ژنوم نه تنها سرنخ‌هایی از تاریخچه‌ی تکامل در اختیار قرار می‌دهد، بلکه تاریخچه‌ی رشد سرطان را نیز به خوبی به نمایش می‌گذارد. بدین طریق، دانشمندان قادر خواهند بود ظهور و پیشروی سرطان را بهتر درک و مطالعه کنند.

فناوری‌های کنونی این امکان را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند تا میلیاردها توالی کوتاه DNA را بخوانند و کنار هم قرار دهند تا به منظور شناخت ژنوم های سرطان آن‌ها را مطالعه و جهش‌های رخ داده را شناسایی کنند. با این حال، این مطالعات هنوز قادر به یافتن پاسخی برای یک سؤال دیرینه نبوده‌اند، سؤالی که به خاصیت بنیادین ژنوم انسانی برمی‌گردد: چطور می‌توان توالی‌های شبه‌همانند کوتاه (که اغلب از نسخه‌ی دیرینه‌ی یکسانی کپی شده‌اند) را به نحوی جایگزین کرد تا به محل اصلی‌شان در ژنوم برگردند؟ جهش‌های موجود در این توالی‌ها را چطور می‌توان تشخیص داد؟

شناخت ژنوم های سرطان

مقاله‌ای جدید از ژورنال Nature Biotechnology، برای حل این مشکل به هوش مصنوعی متوسل شده است. به کارگیری این فناوری نوآورانه روی بزرگ‌ترین مجموعه‌ی موجود از ژنوم‌های اولیه‌ی سرطان، منجر به کشفیاتی عظیم شده است. به عنوان مثال، محققان توانسته‌اند جهش‌هایی را در توالی کد ژن‌ها سرطانی شناخته شده پیدا کنند که ابزارهای معمولی قادر به تشخیص‌شان نبودند. این دستاورد بدین معنی است که بیماران دارای این ژن‌ها می‌توانند از روش‌های درمانی بهره ببرند که این ژن‌ها را هدف قرار می‌دهند. علاوه بر این، جهش‌های دیگری هم در خانواده‌ی ژن‌هایی که چندین دفعه در ژنوم انسان تکرار شده بودند مشاهده شد. ارتباط برخی از این خانواده‌ها با سرطان، پیش از این نیز شناخته شده بود، اما تا کنون امکان مشاهده‌ی جهش آن‌ها وجود نداشته است. با قرار دادن این منبع غنی در دسترس جامعه‌ی علمی، نویسندگان مقاله‌ی مذکور ارزش این دستاورد طلایی در ژنوم‌شناسی سرطان را دوچندان کرده‌اند.

این الگوریتم که توسط ماکسیم تارابیچی و همکارانش ساخته شده است، تنها محدود به سرطان یا ژنوم انسان‌ها نیست. این الگوریتم را می‌توان ابزار مطالعه‌ی داده‌هایی دانست که از فناوری‌های توالی‌یابی Sequencing technologies موجود به دست آمده‌اند، ابزاری که همه‌ی پژوهشگران سراسر دنیا که مشغول مطالعه‌ی فرآیند تکامل ژن‌ها هستند، به آن دسترسی دارند.

انواع کاربردهای هوش مصنوعی در صنایع مختلف را در هوشیو بخوانید