ИИ обогнал эволюцию в синтезе элементов ДНК — генная терапия на пороге прорыва

ЕРЕВАН, 5 января. /АРКА/. Современная генетика всё чаще обращается к искусственному интеллекту как к инструменту не только анализа, но и создания новых биологических элементов. В новой работе учёные показали, что генеративные модели ИИ способны проектировать регуляторные участки ДНК — фрагменты, отвечающие за экспрессию генов. Это новый шаг: вместо поиска подходящих регуляторов в природе исследователи начали создавать их с нуля под конкретные задачи, пишет 3dnews.

В основе работы лежит метод DNA-Diffusion — алгоритм, заимствующий идеи из диффузионных моделей, широко применяемых в генерации изображений и текста. Модель обучалась на огромных массивах геномных данных и научилась предсказывать, какие последовательности ДНК будут эффективно включать или усиливать работу генов в определённых типах клеток. В результате ИИ смог сгенерировать тысячи вариантов синтетических регуляторов, многие из которых оказались функционально сильнее природных аналогов.

Экспериментальная проверка показала, что созданные ИИ регуляторные элементы действительно работают в живых клетках. Более того, они продемонстрировали высокую точность: активировали гены именно в нужных клетках, минимизируя побочные эффекты. Особенно показательным стал пример с геном AXIN2 (важным для подавления лейкемии) — синтетические регуляторы управляли его активностью эффективнее природных защитных вариантов.

Значение этой работы выходит далеко за рамки фундаментальной науки. Возможность целенаправленно конструировать регуляторные фрагменты ДНК открывает путь к более безопасной и точной генной терапии, созданию «умных» генетических лекарств и тонкой настройке клеточных функций. По сути, ИИ начинает выступать в роли инженера генома, расширяя границы того, что ранее считалось возможным только в ходе естественного эволюционного процесса.