Newsy

Uczenie maszynowe pozwoli analizować DNA nawet 30 razy szybciej. Możliwe będzie badanie rzadkich komórek, np. rakowych, dotychczas niemożliwych do przebadania [DEPESZA]

2021-03-11  |  06:00
Wszystkie newsy

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

Transmisje online

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Transport

Miejsc parkingowych ubywa, bo miasta chcą wypchnąć ruch samochodów z centrum. Technologia pomoże lepiej wykorzystywać istniejące parkingi

Zaparkowanie samochodu w centrum Warszawy, Wrocławia czy Krakowa to poważne wyzwanie. Statystyki przytaczane przez NaviParking wskazują, że zagęszczenie ruchu w centralnych dzielnicach nawet w 30 proc. jest spowodowane przez kierowców poszukujących miejsca parkingowego. To zaś oznacza nie tylko większe korki, ale też większy hałas, dodatkową emisję spalin i duży stres u kierowcy. Tworzenie nowych parkingów nie jest dziś priorytetem miast – dążą raczej do tego, żeby wypchnąć ruch z centrów. Dlatego potrzebne są lepsze zachęty, by kierowcy wybierali inne środki komunikacji, np. autobusy, tramwaje czy mikromobilność, a także nowe sposoby na skuteczniejsze wykorzystanie istniejących parkingów.

Partner serwisu

Venture Cafe Warsaw

Edukacja

Rzeź Woli to jedna z najmniej znanych kart historii Powstania Warszawskiego. Powstaje nowy projekt edukacyjny w wirtualnej rzeczywistości

Rusza drugi etap rewitalizacji placu Męczenników Warszawskiej Woli. To jedno z ważniejszych miejsc pamięci Powstania Warszawskiego, gdzie w sierpniu 1944 roku wymordowano mieszkańców Woli i Ochoty. Fundacja PGE i opiekujący się placem ojcowie redemptoryści stworzą tutaj ścieżkę edukacyjną z multimedialnymi lekcjami w technologii wirtualnej rzeczywistości (VR), dzięki czemu z wiedzą o tragicznych wydarzeniach sprzed 78 lat łatwiej będzie dotrzeć do młodych odbiorców. Mimo wielu dekad prac badaczy szczegóły rzezi Woli nadal pozostają nieodkryte.

Edukacja

Liczba aniołów biznesu rośnie, ale wciąż jest ich za mało. 40 proc. z nich jest na rynku maksymalnie trzy lata

Polski rynek aniołów biznesu wciąż jest wielokrotnie mniejszy od tych z Europy Zachodniej, o Stanach Zjednoczonych nie wspominając, i stosunkowo młody. Jednak zainteresowanie tą formą pomnażania kapitału i dzielenia się doświadczeniem szybko rośnie. Największa obawa osób, które chcą dołączyć do grupy aniołów biznesu, dotyczy tego, czy będą umiały realistycznie ocenić szanse danego przedsięwzięcia. Platforma Polish Angels ma ułatwić przepływ know-how i finansowania między doświadczonymi inwestorami i pomysłodawcami start-upów.

Współpraca

Obsługa konferencji prasowych

Zapraszamy do współpracy przy organizacji konferencji prasowych. Nasz doświadczony i kompetentny zespół sprosta każdej realizacji. Dysponujemy nowoczesnym, multimedialnym centrum konferencyjnym i biznesowym w samym sercu Warszawy. Zapraszamy do kontaktu w sprawie oferty.

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.