Uczenie maszynowe pozwoli analizować DNA nawet 30 razy szybciej. Możliwe będzie badanie rzadkich komórek, np. rakowych, dotychczas niemożliwych do przebadania [DEPESZA]
Naukowcy z Nvidii oraz Wydziału Komórek Macierzystych i Biologii Regeneracyjnej Uniwersytetu Harvarda opracowali AtacWorks, narzędzie służące do odszumiania danych uzyskanych z sekwencjonowania DNA. Opiera się ono na współdziałaniu uczenia maszynowego i pracy procesorów graficznych GPU. Dzięki niemu analiza próbek może się odbywać nawet trzydziestokrotnie szybciej niż z użyciem tradycyjnych metod. Odkrycie może oznaczać przełom we wczesnym wykrywaniu raka i chorób genetycznych.
– Za pomocą AtacWorks jesteśmy w stanie przeprowadzić na pojedynczych komórkach eksperymenty, które zazwyczaj wymagałyby 10 razy większej liczby komórek – wskazuje Jason Buenrostro, adiunkt na Uniwersytecie Harvarda, twórca metody ATAC-seq i współautor artykułu w prestiżowym piśmie „Nature”.
Rozwiązanie opisane przez inżynierów Nvidii i naukowców Uniwersytetu Harvarda w „Nature” opiera się na technice ATAC-seq, służącej analizie DNA opartej na badaniu chromatyny w pojedynczych komórkach. Dzięki niej możliwe jest znajdowanie otwartych obszarów w genomie zdrowych i chorych komórek, co może stanowić punkt wyjścia np. w opracowywaniu nowych leków. Standardowo zastosowanie procedury ATAC-seq wymaga dostarczenia dziesiątek tysięcy komórek do przygotowania preparatu, z którego można wyizolować niezaszumiony sygnał. Jest to kłopotliwe w momencie, gdy badaniu trzeba poddać komórki rzadkie, takie jak komórki macierzyste.
Narzędzie AtacWorks pozwala na wykorzystanie w takim samym badaniu zaledwie kilkudziesięciu komórek.
– Odszumienie niskiej jakości danych z sekwencjonowania za pomocą głębokiego uczenia maszynowego wspieranego przez procesory graficzne GPU może mieć ogromny wpływ na naszą zdolność do badania zmian epigenetycznych związanych z rozwojem i chorobami komórek rzadkich – wskazuje Jason Buenrostro.
AtacWorks jest konwolucyjną siecią neuronową przeszkoloną na parach zestawów danych Atac-seq, z których jedne były dobrej jakości, a drugie zaszumione. Wykorzystanie do jej pracy procesorów graficznych NVIDIA Tensor Core umożliwiło przeprowadzenie w zaledwie pół godziny analizy, która normalnie zajęłaby 15 godzin. Co więcej, dostarczone do analizy dane zawierały pięćdziesięciokrotnie mniej odczytów.
– W przypadku bardzo rzadkich typów komórek nie jest możliwe badanie różnic w ich DNA przy użyciu istniejących metod – podkreśla Avantika Lal, badaczka z firmy NVIDIA, główna autorka artykułu w „Nature”. – AtacWorks może nie tylko pomóc obniżyć koszty gromadzenia danych o dostępności chromatyny, lecz także otworzyć nowe możliwości w odkrywaniu nowych leków i diagnostyce.
Dzięki temu rozwiązaniu będzie można identyfikować określone mutacje lub biomarkery, które zwiększają podatność ludzi na choroby, takie jak m.in. choroba Alzheimera, choroby serca czy nowotwory. Może też znacznie ułatwić opracowywanie nowych leków. Naukowcy zastosowali AtacWorks do analizy komórek macierzystych, wytwarzając rzadkie podtypy czerwonych i białych krwinek. Przy tradycyjnych metodach badań ich analiza byłaby niemożliwa.
Z raportu InsightAce Analytic wynika, że światowy rynek sztucznej inteligencji w genomice był w 2019 roku wyceniany na 142,5 mln dol. Do 2028 roku tempo wzrostu utrzyma się na średniorocznym poziomie równym 39 proc. aż do osiągnięcia wyceny na poziomie 2,76 mld dol.
Czytaj także
- 2024-04-30: Miliony Polaków klikają w linki wyłudzające dane i pieniądze. Liczba oszustw w internecie będzie rosnąć
- 2024-04-29: Niepełnoletni internauci czują się coraz mniej pewnie w sieci. Zasad cyberbezpieczeństwa mogą się uczyć za pomocą gry edukacyjnej
- 2024-04-08: PGE przygotowuje się na duże inwestycje. Kluczowe są projekty z obszaru morskiej energetyki wiatrowej oraz sieci dystrybucyjnej
- 2024-05-08: Sztuczna inteligencja coraz śmielej wkracza w produkcję muzyczną. Artyści i odbiorcy chcą jasnego oznaczania utworów generowanych przez takie narzędzia
- 2024-03-28: Postęp technologiczny rewolucjonizuje pracę specjalistów ds. finansów. Stają się strategicznymi doradcami biznesu
- 2024-03-27: Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego ws. sztucznej inteligencji będzie ogromną zmianą na tym rynku. Brakuje wciąż regulacji dotyczącej praw autorskich
- 2024-03-19: Banki przypominają dziś firmy softwarowe. Ich funkcjonowanie coraz bardziej oparte na nowych technologiach
- 2024-05-10: Mobilne USG umożliwia dokładniejszą diagnostykę na miejscu wypadku. Z tym sprzętem jeździ coraz więcej karetek w Polsce
- 2024-03-14: M. Boni: Potrzebujemy planu wdrożenia nowego aktu o sztucznej inteligencji. To może być zadanie polskiej prezydencji w UE
- 2024-04-11: Europie nie udaje się dogonić USA i Chin w rozwoju sztucznej inteligencji. Nie wykorzystujemy skali jednolitego rynku cyfrowego
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Nauka
Joga skuteczniej poradzi sobie z gniewem niż bieganie. Naukowcy dowiedli, że dając upust złości, tylko ją podsycamy
Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych doszli do wniosku, że aby zapanować nad gniewem, należy zmniejszyć pobudzenie fizjologiczne. W wyciszeniu uczucia złości i opanowaniu agresji mogą się więc sprawdzić metody, które od lat wykorzystuje się w walce ze stresem. Okazuje się, że wyładowywanie gniewu, np. bieganiem, może przynieść chwilowe zadowolenie, ale będzie raczej podnosić poziom pobudzenia i nie zapewni wyciszenia emocji.
Przemysł
Trwają intensywne przygotowania do polskiej misji na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Siedem eksperymentów jest już w trakcie budowy
Wykorzystanie sztucznej inteligencji w kosmosie, wpływ długotrwałego pobytu w kosmosie na zdrowie psychiczne, ale też na układ odpornościowy – to niektóre z obszarów eksperymentów, które zostaną przeprowadzone w warunkach mikrograwitacji podczas pierwszej polskiej misji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. W ubiegłym tygodniu Europejska Agencja Kosmiczna podpisała siedem kontraktów na ich realizację z polskimi instytucjami i firmami. – Ta lista będzie się wydłużać i mam nadzieję, że wszystkie wybrane 18 projektów poleci na stację kosmiczną – mówi Sławosz Uznański, astronauta, który będzie przeprowadzać te eksperymenty na orbicie.
Regionalne
Start-upy mogą się starać o wsparcie. Trwa nabór do programu rozwoju innowacyjnych pomysłów na biznes
Trwa nabór do „Platform startowych dla nowych pomysłów” finansowany z Funduszy Europejskich dla Polski Wschodniej 2021–2027. Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości wybrała sześć partnerskich ośrodków innowacji, które będą oferować start-upom bezpłatne programy inkubacji. Platformy pomogą rozwinąć technologicznie produkt i zapewnić mu przewagę konkurencyjną, umożliwią dostęp do najlepszych menedżerów i rynkowych praktyków, ale też finansowanie innowacyjnych przedsięwzięć. Każdy z partnerów przyjmuje zgłoszenia ze wszystkich branż, ale także specjalizuje się w konkretnej dziedzinie. Jest więc oferta m.in. dla sektora motoryzacyjnego, rolno-spożywczego, metalowo-maszynowego czy sporttech.
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.