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
- 2024-03-19: Banki przypominają dziś firmy softwarowe. Ich funkcjonowanie coraz bardziej oparte na nowych technologiach
- 2024-03-14: M. Boni: Potrzebujemy planu wdrożenia nowego aktu o sztucznej inteligencji. To może być zadanie polskiej prezydencji w UE
- 2024-03-18: Sztuczna inteligencja coraz bliższa ludzkiemu sposobowi przyswajania wiedzy. Naukowcy opracowali model, który uczy się języka tak jak dzieci
- 2024-02-27: „Antyplagiat” z nową funkcją wykrywania treści pisanych przez sztuczną inteligencję. Dyskusja o regulacjach w tym zakresie nabiera tempa
- 2024-02-29: Prace nad unijnym AI Act na finiszu. W kwestii regulacji sztucznej inteligencji USA czy Chiny nie podążą ścieżką Europy
- 2024-02-21: Anonimowość w internecie motywowana jest nie tylko chęcią trollowania. Dla niektórych to bezpieczna przestrzeń do wyrażenia siebie
- 2024-03-01: Agenci sztucznej inteligencji pomogą osobom z niepełnosprawnościami korzystać z internetu. Zastosowanie rozwiązania może być jednak dużo szersze
- 2024-02-19: Kasy samoobsługowe mają wpływ na spadek lojalności klientów. Irytuje ich brak pomocy kasjera przy większych zakupach
- 2024-02-16: Tegoroczne wybory na świecie pod ostrzałem dezinformacji i deepfake'ów. Badacze z USA przygotowali mapę źródeł szkodliwych treści
- 2024-02-16: Anna Jurksztowicz: Powinniśmy mieć większą wiedzę na temat osteoporozy. Po 50. roku życia należy mierzyć wzrost i badać gęstość kości
Transmisje online
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Bankowość
Banki przypominają dziś firmy softwarowe. Ich funkcjonowanie coraz bardziej oparte na nowych technologiach
Sektor bankowy będzie w nadchodzących kilku latach jednym z największych beneficjentów wykorzystania sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego na szeroką skalę – prognozuje SAS. Eksperymentowanie i poszukiwanie rozwiązań w tym obszarze jest zatem niezwykle istotne, aby wykorzystać potencjał w pełni. Właśnie zakończył się Globalny Hackaton ING, w którym wzięło udział ponad 2,6 tys. programistów i koderów z całego świata. – W ING ciągle stawiamy sobie nowe wyzwania i szukamy sposobów na udoskonalanie naszych procesów. Dzięki takim inicjatywom jak ta możemy eksperymentować, tworzyć nowe rozwiązania, wymieniać się wiedzą i inspirować – mówi Sławomir Soszyński, wiceprezes zarządu ING Banku Śląskiego odpowiedzialny za Pion Tech i bezpieczeństwo IT.
Transport
Niska dostępność małych i tanich samochodów elektrycznych blokuje rozwój rynku. W ciągu kilku lat mają się pojawić modele w przystępnej cenie
Tylko 17 proc. samochodów elektrycznych sprzedawanych w Europie to pojazdy kompaktowe z tańszego segmentu B – wynika z raportu organizacji Transport & Environment (T&E). W latach 2018–2023 w segmencie kompaktowym (A i B) wprowadzono jedynie 40 modeli w pełni elektrycznych w porównaniu do 66 modeli dużych i luksusowych (D i E). Koncentracja na dużych samochodach premium sprawia, że średnia cena aut elektrycznych jest wciąż wysoka, a producenci hamują w ten sposób masowe wejście pojazdów elektrycznych na rynek.
Ochrona środowiska
Sprzedaż pomp ciepła spadła o 1/3. Branża liczy na odbicie dzięki aktywnej polityce rządu
Ubiegły rok nie był udany dla branży urządzeń grzewczych – przyznaje Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC). Sprzedaż w tym sektorze spadła o ponad 30 proc., a w przypadku domów jednorodzinnych o około 40 proc. Prezes zarządu tej organizacji liczy na aktywną politykę rządu. Wśród możliwych rozwiązań wymienia m.in. wprowadzenie specjalnej taryfy dla pomp ciepła oraz obniżenie VAT–u na energię elektryczną. Ocenia, że przy sprzyjających okolicznościach sprzedaż pomp ciepła w 2024 roku może wzrosnąć o 20 proc.
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.