Новая система проектирует регуляторные последовательности непосредственно на уровне нуклеотидов. Такой подход позволяет не переводить ДНК в непрерывное числовое представление и обратно, что снижает риск ошибок при обработке данных.

По словам директора Центра биомедицинских исследований и технологий Института ИИиЦН ФКН НИУ ВШЭ Марии Попцовой, в перспективе нейросеть сможет создавать промоторы и энхансеры с заданными характеристиками. Это позволит адресно активировать или настраивать нужные гены в определенных типах клеток.

Для обучения модели ученые подготовили три набора генетических последовательностей. В них вошли 100 тысяч человеческих промоторов, 89 тысяч энхансеров из опухолевых клеток при раке кожи и 105 тысяч энхансеров из мозга мушки-дрозофилы.

Исследователи использовали метод дискретного сопоставления потоков. Он сохраняет принцип поэтапной генерации, но работает непосредственно с нуклеотидами — «буквами» ДНК.

Затем разработку сравнили с существующими алгоритмами генерации промоторов и энхансеров. В тестах она превзошла большинство моделей при создании промоторов, показала лучший результат среди потоковых методов при генерации энхансеров опухолевых клеток и опередила значительную часть конкурирующих систем при работе с последовательностями мушки-дрозофилы.

Ученые считают, что такие результаты расширят набор инструментов для биотехнологов, молекулярных биологов и других специалистов, которые изучают и регулируют работу генома. Подобные технологии также рассматривают как основу для генной терапии и получения полезных молекул с помощью промышленных клеточных культур.

Промоторы и энхансеры представляют собой короткие фрагменты ДНК. Они связываются с белками, считывающими хромосомы, активируют связанные гены или повышают частоту их считывания клеткой.

ТАСС