新研究：生成式人工智能可快速 分析染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)

染色質(zhì)是人體細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的載體，染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異會(huì)在一定程度上影響不同細(xì)胞的不同功能。美國(guó)一項(xiàng)新研究說(shuō)，可利用生成式人工智能幫助分析染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法更加高效便捷。

據(jù)介紹，染色質(zhì)是細(xì)胞核內(nèi)由脫氧核糖核酸（DNA）和蛋白質(zhì)等形成的復(fù)合物，具備復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使得展開(kāi)后約2米長(zhǎng)的DNA鏈條能夠塞入直徑僅為百分之一毫米的細(xì)胞核中。染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異會(huì)導(dǎo)致被有效表達(dá)的基因不同，從而影響細(xì)胞功能。

傳統(tǒng)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)分析染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要約一周時(shí)間才能得到一個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)。美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員日前在美國(guó)《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表論文說(shuō)，利用生成式人工智能可快速、準(zhǔn)確分析細(xì)胞中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，將這個(gè)時(shí)間縮短到若干分鐘。

研究人員開(kāi)發(fā)出名為ChromoGen的人工智能模型，它由一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型和一個(gè)生成式人工智能模型組成。前者經(jīng)過(guò)訓(xùn)練可“讀取”基因組，分析DNA序列和染色質(zhì)中的相關(guān)信息。后者則可根據(jù)相關(guān)信息給出染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，此前已用超過(guò)1100萬(wàn)個(gè)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練。當(dāng)二者集成時(shí)，可針對(duì)不同細(xì)胞環(huán)境，分析確定相關(guān)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。

研究人員表示，這有助于更好地探索染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)如何影響單個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)模式和功能，從而推動(dòng)生物學(xué)等領(lǐng)域研究。